Les interrupcions elèctriques a Texas van posar en alerta sobre la idoneïtat de separa la xarxa elèctrica de la resta del país. Tot i que no queda immediatament clar si la integració amb altres parts de la xarxa nacional hauria evitat completament la necessitat de les continuades falles, la incapacitat de l’Estat d’importar quantitats importants d’electricitat va ser decisiva en la falla del sistema elèctric.
Una xarxa elèctrica més gran té avantatges, però també té debilitats. Aquests riscos, s'estan estudiant a la Northwestern University esperen abordar per agilitar la integració i les millores del sistema.
Un evident repte en les xarxes més grans és evitar que les falles es propaguin entre xarxes, com va ser el cas de Texas. Una altra repete, és que tots els generadors d’energia han de mantenir-se sincronitzats amb una freqüència comuna per transmetre energia. Els Estats Units estan electrificats per tres xarxes "separades": la interconnexió oriental, la interconnexió occidental i la interconnexió de Texas, interconectades només per línies elèctriques de corrent continu. Qualsevol desviació persistent de les freqüències dins d’una regió pot provocar una interrupció.
Com a resultat, els investigadors busquen formes d’estabilitzar la xarxa cercant mètodes per mitigar les desviacions de les freqüències dels generadors rotatius d’energia.
Una nova investigació mostra que, contràriament a les suposicions d’alguns, hi ha beneficis d’estabilitat per a l’heterogeneïtat a la xarxa elèctrica. Un equip dirigit pel físic nord-occidental Adilson Motter, que va examinar diverses xarxes elèctriques a tot Estats Units i Europa, recentment va informar que els generadors que funcionen amb freqüències diferents tornen al seu estat normal més ràpidament quan els "interruptors" actuen a velocitats majors respecte la resposta dels generadors que estan connectats a les respectives xarxes.
Les xarxes elèctriques són com un cor, els generadors han d'escoltar els altres generadors i han de parlar sincronitzadament ja que han de reaccionar i respondre a les freqüències dels altres.
Escoltar una freqüència fora de punt, el resultat pot ser una falla. Donada la composició d'un sistema inter-connectat, un error es pot propagar per la xarxa. Històricament, aquests mal funcionaments s'han previngut mitjançant l'ús de controladors actius. No obstant això, sovint les falles són causades precisament per errors de control i equips. Això apunta a la necessitat de construir una estabilitat addicional dins del disseny del sistema. Per aconseguir-ho, s'ha estudiat com aprofitar les heterogeneïtats naturals de la xarxa.
Quan les freqüències dels generadors es desvien de l’estat síncron, poden girar durant molt de temps i fins i tot esdevenir més irregulars. Per mitigar aquestes fluctuacions, es van plantejar un mecanisme amb un control com si una porta tanques les pales del generador molt ràpidament de forma continua i sense variacions.
Matemàticament, el problema de les desviacions de freqüència d'amortiment en un generador d'energia és anàleg al problema d'amortir de manera òptima una porta per aconseguir que es tanqui més ràpidament, que té una solució coneguda en el cas de ser una sola porta. Però el que s'està plantejant, no és una sola porta. És una xarxa de moltes portes que s'acoblen entre si, si us es veuen a les portes com a generadors d'energia.
En crear un efecte "amortiment òptim", en lloc de fer que cada amortidor fos idèntic, esmorteir els generadors de potència d'una manera que sigui adequadament diferent entre ells pot optimitzar encara més la seva capacitat de sincronització a la mateixa freqüència el més ràpidament possible. És a dir, una amortiment heterogeni adequat a tota la xarxa pot conduir a una millor estabilitat a les xarxes elèctriques estudiades.
Aquest descobriment podria tenir implicacions per al disseny de xarxes futures, ja que els desenvolupadors treballen per optimitzar la tecnologia i en consideracions per integrar encara més xarxes ara separades.
Font: Northwestern University
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada