科學家發布開放資源以幫助設計更綠色的能源系統

研究人員已經創建了一個來自現有全球電網系統的測量數據庫，這將有助于開發能夠滿足不斷變化的需求(例如向可再生能源發展)的新電力系統。

這項發表在《自然通訊》上的研究是朝著更協作的能源研究方法邁出的第一步。希望可以將可公開獲得的數據用于全世界，以設計和測試新能源概念，以應對當前和未來的挑戰。

在這項研究中，研究人員收集的電力 電網從三大洲17點的位置和覆蓋含有不同電廠和被連接，并且在同一頻率下操作的消費者12同步區區域的數據。

該研究團隊包括來自ForschungszentrumJülich，倫敦女王瑪麗大學，卡爾斯魯厄理工學院(KIT)，德累斯頓工業大學和伊斯坦布爾大學的科學家，他們對了解頻率變化特別感興趣，這些變化突顯了能源供需之間的平衡。

使用在KIT設計的新型測量設備，科學家只需將其連接到墻上插座，就可以精確捕獲各個同步區域之間的頻率差異。

研究人員使用他們的實驗記錄來測試有關同步區域大小如何影響其穩定性的理論預測。他們發現，較小區域的頻率波動往往比較大區域的波動大。

瑪麗皇后學院數學科學學院的瑪麗居里研究員，本研究的主要作者本杰明·謝弗博士說：“電網在所有歐洲國家/地區，其工作頻率約為50 Hz，并且在單個同步區域內幾乎恒定。如果消耗量增加，則頻率會略有下降，而持續不斷的風力爆發可能會增加頻率，因為會產生更多的風力發電。頻率在參考值附近的波動告訴我們很多有關特定同步區域如何操作的信息，包括何時進行交易，交易有多大，執行多少控制等等。在這項研究中，我們確認大小會影響頻率的穩定性，并強調在設計和控制電網(包括微電網)時需要考慮大小”

通過同時測量同步區域內多個位置的頻率，研究人員還觀察到，雖然在幾分鐘或更長時間的較長時間尺度上，各個地方的頻率都是相同的，而在較短的幾秒鐘時間尺度上，卻觀察到了位置之間的實質性差異。

“我們假設在同步區域內，顧名思義，該頻率在每個地方都是相同的。但是，當我們在歐洲連續性同步區域內的多個位置進行同時測量時，我們觀察到了在幾秒鐘的時間內頻率之間的顯著差異。兩個位置之間的距離越遠，它們完全同步所花費的時間就越長。在我們的文章中，我們首次量化了這種效果，并測量了批量生產的時間。”

為減輕氣候變化而引入可再生能源正在迅速改變世界范圍內的能源系統，尤其是電網。瑪麗皇后大學應用數學教授克里斯蒂安·貝克教授說：“在全球范圍內實施新的政策，技術和商業模式以滿足這些新要求的同時，對我們來說，從迄今為止已經實施的系統中學習也很重要。” 。

“我們相信，這些公開發布的數據及其詳細的統計分析將為從事全球電網控制和設計工作的人們提供大量信息，為未來提供經驗預測，并幫助我們更好地理解可持續能源系統的復雜動力。”