现代电网需要更智能的建模来提高弹性

电力系统和通信网络越来越相互依存，这可能会在问题发生时影响响应和恢复时间。当今的智能电网涉及相互通信的组件，它们通过通信网络发送信号以保持电力平稳高效地流动。但是当“对话”变得安静时会发生什么呢?

美国能源部(DOE)阿尔贡国家实验室和伊利诺伊理工学院的一组研究人员最近研究了有关电力系统及其通信网络之间这种联系的文献，发现许多研究并未充分考虑双向性关系的性质及其对电网弹性的影响。他们的论文“具有电力和通信网络之间相互依赖性的电力电网弹性-综述”最近发表在IET Smart Grid(工程技术研究所的期刊)上。

科学家和电网运营商使用计算机模型来理解和计划风暴或设备故障等事件将如何影响电网。但是，当研究作者查看来自实际破坏的现场报告时，他们发现了大多数研究都没有抓住的复杂性。

阿贡大学能源系统科学家，该论文的合著者博·陈说：“目前正在建模的模型与需要建模的模型之间存在一些差距。” “我们需要更好地将通信的相互依赖性纳入我们现有的方法中。” 除了Chen之外，伊利诺伊理工学院的Liu Xin和Dong Jin以及Argonne的Chen Chen也是该研究的作者。

通信网络和电网之间的连接以多种方式形成。将电线带入房屋的电线杆也可能会携带来自传感器网络的信号，以进行控制和数据报告。电网运营中心需要通信网络来监视状况并检测问题。

许多研究都考虑了网络故障对电源系统的影响，但反之则没有那么多。例如，在2004年佛罗里达州的飓风季节，配电系统故障损害了手机服务，这使公用事业部门更难以有效地派遣维修人员。

陈说，另一个潜在的规划盲点是通信设备的电池寿命。如果断电，备用电池将运行多长时间，它们是否有足够的容量?正确的建模可以提供解决此问题的规划解决方案，并在这些电池电量耗尽之前及时进行维修。

Chen说：“对于配电系统控制和电力系统恢复而言真正重要的一种设备是变电站中的断路器，它可以隔离故障区域或为配电馈线通电。” 这些变电站带有可以持续使用数小时的备用电池，但是需要在电池电量用尽之前进行恢复，以避免级联故障。”

陈说，对这些类型的复杂性进行建模可能具有挑战性，这就是为什么大多数研究尚未完全将它们考虑在内的原因。未来的工作将集中于模拟自然灾害后通信网络在电力恢复过程中所扮演的角色。随着此类模型的成熟，它们也可以扩展到包括电动汽车，移动备用发电机和其他越来越普遍的分布式资源。

Chen说：“随着电网的现代化，电力系统和通信网络之间的耦合越来越紧密。” “我们需要考虑该链接的各个方面，以确保稳定，有弹性的电网。”