現代電網需要更智能的建模來提高彈性

電力系統和通信網絡越來越相互依存，這可能會在問題發生時影響響應和恢復時間。當今的智能電網涉及相互通信的組件，它們通過通信網絡發送信號以保持電力平穩高效地流動。但是當“對話”變得安靜時會發生什么呢?

美國能源部(DOE)阿爾貢國家實驗室和伊利諾伊理工學院的一組研究人員最近研究了有關電力系統及其通信網絡之間這種聯系的文獻，發現許多研究并未充分考慮雙向性關系的性質及其對電網彈性的影響。他們的論文“具有電力和通信網絡之間相互依賴性的電力電網彈性-綜述”最近發表在IET Smart Grid(工程技術研究所的期刊)上。

科學家和電網運營商使用計算機模型來理解和計劃風暴或設備故障等事件將如何影響電網。但是，當研究作者查看來自實際破壞的現場報告時，他們發現了大多數研究都沒有抓住的復雜性。

阿貢大學能源系統科學家，該論文的合著者博·陳說：“目前正在建模的模型與需要建模的模型之間存在一些差距。” “我們需要更好地將通信的相互依賴性納入我們現有的方法中。” 除了Chen之外，伊利諾伊理工學院的Liu Xin和Dong Jin以及Argonne的Chen Chen也是該研究的作者。

通信網絡和電網之間的連接以多種方式形成。將電線帶入房屋的電線桿也可能會攜帶來自傳感器網絡的信號，以進行控制和數據報告。電網運營中心需要通信網絡來監視狀況并檢測問題。

許多研究都考慮了網絡故障對電源系統的影響，但反之則沒有那么多。例如，在2004年佛羅里達州的颶風季節，配電系統故障損害了手機服務，這使公用事業部門更難以有效地派遣維修人員。

陳說，另一個潛在的規劃盲點是通信設備的電池壽命。如果斷電，備用電池將運行多長時間，它們是否有足夠的容量?正確的建模可以提供解決此問題的規劃解決方案，并在這些電池電量耗盡之前及時進行維修。

Chen說：“對于配電系統控制和電力系統恢復而言真正重要的一種設備是變電站中的斷路器，它可以隔離故障區域或為配電饋線通電。” 這些變電站帶有可以持續使用數小時的備用電池，但是需要在電池電量用盡之前進行恢復，以避免級聯故障。”

陳說，對這些類型的復雜性進行建模可能具有挑戰性，這就是為什么大多數研究尚未完全將它們考慮在內的原因。未來的工作將集中于模擬自然災害后通信網絡在電力恢復過程中所扮演的角色。隨著此類模型的成熟，它們也可以擴展到包括電動汽車，移動備用發電機和其他越來越普遍的分布式資源。

Chen說：“隨著電網的現代化，電力系統和通信網絡之間的耦合越來越緊密。” “我們需要考慮該鏈接的各個方面，以確保穩定，有彈性的電網。”