米国の研究所が送電網故障調査用の新モデルをテスト中

エネルギー省のオークリッジ国立研究所 (ORNL) の研究者たちは、現代の米国の送電網における電気故障の影響を理解するために取り組んでいます。

障害とは、電力の流れを遮断する電気回路の異常な状態であり、数千の顧客に影響を与える停電を引き起こす可能性があります。 障害は、機器の故障、人的ミス、気象現象、自然災害によって引き起こされる可能性があります。 これらを理解することで、電力会社やシステムオペレーターは信頼性の高い電力サービスを維持し、停電の回数を減らすことができます。

ただし、従来のモデリング手法は、最先端のデジタル テクノロジーがどのように動作するかを予測するのにあまり効果的ではありません。 ソーラーパネルや電気自動車の充電器などの新しいエネルギー資源が送電網に普及し、大規模な送電システムに合わせて電流の流れを変えるインバータと呼ばれる電子機器の存在が増加しています。 機械システムと比較して、パワー エレクトロニクスははるかに高速に動作するデバイスであり、送電網の離れた部分の障害によってさまざまな影響を受けます。 しかし、ほとんどの電力会社は、これらの変化を反映するように計画を調整していません。

そのため、North American Electric Reliability Corporation (NERC) は、電力会社や通信事業者に対し、障害の原因と影響を調査するための新しい方法である電磁過渡現象 (EMT) ドメイン分析を使用するよう求めています。 従来のモデリングと比較して、このタイプの分析では、急速に展開するイベントをより正確に描写できることが期待されます。

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「インバーターベースのリソースとEV充電器の増加により送電網の変革が起こるため、システムの信頼性を理解するためにEMTが必要です」とORNLの研究者スーマン・デブナス氏は述べています。 これらの方法やツールが欠けていると、通信事業者や電力会社は、特に将来の相互接続や送電システムの拡張を計画している場合に、過去のレベルのサービスの信頼性を維持できない可能性があります。

Debnath 氏の ORNL 研究者チームは、パートナーの南カリフォルニア エジソンと協力し、独自のモデルとアルゴリズムを EMT ドメイン分析ツールに統合した後、今年初めに EMT を使用した最初の成功した障害複製の 1 つを実施しました。 ORNLの研究所と南カリフォルニア・エジソンのハードウェアでシミュレーションを実行したところ、2018年のカリフォルニア断層が大規模太陽光発電所に与えた影響を正確に再現したと彼らは述べた。

「高忠実度のモデルを開発することは、電力会社がパワーエレクトロニクスの物理的ダイナミクスをより深く理解するのに役立ち、それによって送電網の性能が向上し、送電網の近代化という将来のビジョンと一致します」と、南カリフォルニアエジソンの送電網技術革新担当シニアエンジニアの Md Arifujjaman 氏は述べています。 「この種のプロジェクトは私たちを大いに助けてくれます。 より多くのダイナミクスを提示できるほど、私たちにとっても、電力網にとっても、そして顧客にとっても良いことになります。」

元々はパワーグリッドで公開されました。