Il laboratorio DOE sviluppa nuovi modelli per risolvere i guasti degli inverter ed evitare interruzioni della rete

Secondo una ricerca dell’Oak Ridge National Laboratory, l’analisi del dominio transitorio elettromagnetico può essere fondamentale per impedire che le risorse basate su inverter vadano offline o riducano la produzione.

I ricercatori dell’Oak Ridge National Laboratory, o ORNL, nel Tennessee stanno esplorando un nuovo tipo di modellazione del sistema energetico noto come analisi del dominio transitorio elettromagnetico, o EMT, che potrebbe essere fondamentale per affrontare i guasti delle risorse basate su inverter e integrare risorse più distribuite nel sistema. griglia in evoluzione.

La North American Electric Reliability Corp. a marzo ha emesso un avviso e raccomandazioni ai generatori solari a seguito di una serie di interruzioni delle risorse basate su inverter. L'organizzazione per l'affidabilità ha monitorato un numero crescente di casi in cui le risorse basate su inverter sono andate offline o hanno ridotto la potenza in risposta a disturbi della rete geograficamente distanti.

Il NERC ha anche pubblicato una guida sull’affidabilità sottolineando che l’EMT “le simulazioni sono necessarie per identificare e mitigare adeguatamente i rischi di affidabilità [del sistema di alimentazione di massa] andando avanti”.

I ricercatori dell’ORNL affermano che, rispetto alla modellazione tradizionale, l’analisi EMT può fornire agli operatori della rete una comprensione più accurata degli eventi della rete in rapido svolgimento. Secondo Suman Debnath, ricercatore del laboratorio, la pianificazione e la gestione del sistema sono diventate più complicate man mano che nuovi tipi di apparecchiature elettriche sono collegate alla rete, inclusi impianti solari ed eolici, caricabatterie per veicoli elettrici e lavatrici e asciugatrici con frequenze variabili.

Questa evoluzione della rete richiede un allontanamento “dagli strumenti di analisi tradizionali utilizzati per pianificare gli studi di interconnessione”, ha affermato Debnath in un’intervista. “Sarà necessario passare all’uso di simulazioni [EMT], che richiedono fasi temporali più piccole e che richiedono maggiore fedeltà”.

“Ci sono sicuramente delle sfide nell’esecuzione delle simulazioni EMT”, ha aggiunto Debnath, tra cui capire come convalidare nuovi modelli e ampliare l’analisi dai singoli inverter alle reti regionali. “Questo è il punto cruciale della ricerca che stiamo facendo qui”.

Collaborando con Southern California Edison, il laboratorio ha integrato nuovi modelli e algoritmi in uno strumento di analisi del dominio EMT e all’inizio di quest’anno è stato in grado di replicare un guasto di trasmissione del 2018 che ha causato la riduzione della produzione di un grande impianto solare nel sistema dell’azienda elettrica.

"Lo sviluppo di un modello ad alta fedeltà aiuterà le società di servizi pubblici a comprendere meglio le dinamiche fisiche dell'elettronica di potenza, migliorando così le prestazioni della rete e allineandosi con la nostra visione futura di modernizzazione della rete", ha affermato Md Arifujjaman, ingegnere senior per l'innovazione della tecnologia di rete presso Southern California Edison. in una dichiarazione.

L'ORNL ospiterà un workshop il 24 e 25 agosto a Knoxville, nel Tennessee, in collaborazione con il Dipartimento dell'Energia e il NERC, per condividere la sua ricerca sulla replicazione dei guasti e su come la modellazione EMT può essere utilizzata per la pianificazione e gli studi di interconnessione.

“Ci dovranno essere aggiornamenti delle risorse che possono avvenire dal lato della rete elettrica, e potrebbero esserci alcuni aggiornamenti che possono avvenire all’interno dell’impianto stesso”, ha detto Debnath. Una combinazione di questi due avrebbe potuto prevenire il guasto che ORNL e Southern California Edison sono riusciti a replicare attraverso la modellazione.

“Alcuni servizi pubblici e operatori di sistema stanno a questo punto abbracciando la simulazione dei transitori elettromagnetici”, ha affermato Debnath. Il prossimo evento consentirà all'ORNL di condividere la propria ricerca e ospitare una discussione sulle sfide che le parti interessate della rete potrebbero trovarsi ad affrontare nell'utilizzare l'analisi più complessa.

Il lavoro del laboratorio sull'argomento continuerà per anni, ha aggiunto.

"Penso che una delle cose su cui stiamo continuando a lavorare sia capire come migliorare le capacità di modellazione in questo ambito e come migliorare la capacità di scalare l'analisi", ha affermato Debnath.