Obecnie jednym z największych obaw operatorów sieci jest to, że niewielka usterka w sieci o wysokiej koncentracji energii słonecznej i wiatrowej może wywołać serię awarii, które mogą doprowadzić do całkowitego załamania.
Spis treści
W obliczu takiego ryzyka Chiny wdrożyły zaawansowane technologie, które są w stanie szybko wykrywać usterki, skutecznie je izolować i przywracać działanie sieci w zaledwie 0,1 sekundy. Rozwiązanie to ma na celu zapewnienie stabilności systemów energetycznych nawet w sytuacjach krytycznych.
Jak Chinom udało się przywrócić dostawy energii elektrycznej w mgnieniu oka?
Wcześniej usuwanie awarii w sieciach energetycznych było bardzo powolnym procesem, wymagającym ręcznej pracy. Według gazety South China Morning Post , gdy awaria zasilania dotykała całą społeczność, przywrócenie dostaw energii elektrycznej mogło zająć od sześciu do dziesięciu godzin intensywnej pracy. Jednak w 2012 roku Chiny zrobiły znaczący krok naprzód, testując system oparty na sztucznej inteligencji, który skrócił ten czas do zaledwie trzech sekund.
Pomimo tego postępu czas reakcji nadal nie był wystarczająco szybki. Ostatnie osiągnięcie — przywrócenie sieci w zaledwie 100 milisekund (0,1 sekundy) — jest wynikiem ponad dziesięcioletniej współpracy między prestiżowymi uniwersytetami, takimi jak Tianjin i Shandong, potężną państwową korporacją State Grid oraz ekspertami w dziedzinie automatyki, takimi jak specjaliści z firmy Beijing Sifang Automation.
Chińskie technologie są nie tylko niezwykle szybkie, ale także potrafią wykrywać „mikroprądy” o wielkości zaledwie 100 miliamperów, co stanowi poważny problem techniczny dla utrzymania stabilności systemu i zapewnienia szybkiego przywrócenia zasilania. Oznacza to decydujący krok naprzód w rozwoju technologii zarządzania awariami w sieciach energetycznych.
Rewolucja energetyczna w Chinach
System ten, szybko wykrywając usterki mikroprądowe, reguluje moc dostarczaną ze źródeł prądu przemiennego i rozdziela energię elektryczną między różne sieci. Proces ten zwiększa bezpieczeństwo sieci i zapewnia szybkie przywrócenie zasilania, minimalizując skutki przerw w dostawach energii elektrycznej.
Wraz ze wzrostem produkcji energii słonecznej i wiatrowej rośnie ryzyko niestabilności. W tym kontekście systemy energetyczne muszą posiadać wysoce wydajne systemy przywracania zasilania, zdolne do reagowania w ułamku sekundy, aby zapobiec zakłóceniom w dostawach energii elektrycznej na dużą skalę.
Opracowane w Chinach rozwiązanie zostało specjalnie zaprojektowane do pracy w warunkach energetyki wieloźródłowej, co pozwala mu zapewnić stabilną pracę nawet przy szybkich zmianach warunków. W rezultacie system energetyczny staje się bardziej odporny i lepiej przygotowany do ciągłych wahań w produkcji energii.
Problem współczesnych sieci energetycznych
Według badania opublikowanego w czasopiśmie „Energy Informatics” współczesne sieci energetyczne są znacznie bardziej złożone. Szeroko zakrojona integracja odnawialnych źródeł energii i nasilenie ekstremalnych warunków pogodowych pokazały, że tradycyjne metody diagnostyczne oparte na stałych zasadach są już nieskuteczne, ponieważ brakuje im niezbędnej dokładności i elastyczności.
Postęp ten stanowi zatem znaczącą zmianę dla chińskiej sieci energetycznej, która jest największą na świecie i według prognoz do 2025 r. będzie zużywać ponad 10 bilionów kWh. Dzięki temu postępowi sieć ewoluuje od systemu, który tylko reaguje na problemy, do systemu zdolnego do „samonaprawy”, czyli do samodzielnego przywracania sprawności w przypadku awarii.
W jaki sposób system szybko wykrywa usterkę w sieci energetycznej?
Aby zrozumieć, w jaki sposób osiąga się taką szybkość, należy zapoznać się z badaniami naukowymi Qi Go i jego zespołu. System opiera się na podwójnej strukturze inteligentnych algorytmów:
Algorytm lokalizacji usterki (FLA): Algorytm ten wykorzystuje klasyfikator oparty na metodzie wektorów nośnych (SVM) z rdzeniem opartym na radialnych funkcjach bazowych (RBF). Pełni on rolę „mózgu” systemu, analizując takie zmienne, jak napięcie, rezystancja linii i warunki pogodowe, aby z dokładnością do 92% przewidzieć dokładną lokalizację usterki.
Algorytm izolacji usterek (FIA): Po zidentyfikowaniu punktu krytycznego uruchamiana jest logika drzewa decyzyjnego w celu oceny powagi problemu. Według badań, jeśli usterka jest poważna, na przykład zwarcie w pobliżu podstacji, system reaguje szybko, izolując ten odcinek sieci i przekierowując energię elektryczną alternatywnymi trasami w ciągu kilku milisekund.
Eksport chińskich technologii
Technologie opracowane w Chinach dla sektora energetycznego i transportu kolejowego zostały już wdrożone w 12 krajach, co świadczy o ich niezawodności. Całe zgromadzone doświadczenie wskazuje na przyszłość, w której urządzenia energetyczne będą stawały się coraz bardziej inteligentne i wydajne.
Dzięki integracji badań akademickich, przemysłu i operacji na dużą skalę azjatycki gigant zdołał stworzyć system niezwykle szybkiego reagowania. Osiągnięcie to zmniejsza ryzyko systemowe i wzmacnia zdolność systemu energetycznego do dostosowania się do stale rosnącego światowego zapotrzebowania na energię elektryczną.
