Nykyään yksi verkko-operaattoreiden suurimmista pelkoista on, että pieni virhe verkossa, jossa on suuri keskittymä aurinko- ja tuulienergiaa, voi aiheuttaa sarjan häiriöitä, jotka voivat johtaa täydelliseen romahdukseen.
Sisältö
Tällaisen riskin vuoksi Kiina on ottanut käyttöön edistyksellisiä teknologioita, jotka pystyvät nopeasti havaitsemaan viat, eristämään ne tehokkaasti ja palauttamaan verkon toiminnan vain 0,1 sekunnissa. Tämän ratkaisun tarkoituksena on varmistaa energiajärjestelmien vakaus jopa kriittisissä tilanteissa.
Aikaisemmin sähköverkon vikojen korjaaminen oli hyvin hidas prosessi, joka vaati manuaalista työtä. South China Morning Post -lehden mukaan, kun sähkökatkos koski koko yhteisöä, sähkönjakelun palauttaminen saattoi kestää kuudesta kymmeneen tuntia kovaa työtä. Vuonna 2012 Kiina otti kuitenkin merkittävän askeleen eteenpäin testaamalla tekoälyyn perustuvan järjestelmän, joka lyhensi palautumisaikaa vain kolmeen sekuntiin.
Tästä edistymisestä huolimatta vasteaika ei ollut vieläkään riittävän nopea. Viimeisin saavutus – verkon palauttaminen vain 100 millisekunnissa (0,1 sekunnissa) – on tulosta yli kymmenen vuoden yhteistyöstä arvostettujen yliopistojen, kuten Tianjinin ja Shandongin yliopistojen, vahvan valtionyhtiön State Gridin ja automaatioasiantuntijoiden, kuten Beijing Sifang Automationin asiantuntijoiden, välillä.
Kiinalainen teknologia on paitsi erittäin nopeaa, myös kykenevä havaitsemaan vain 100 milliampeerin suuruiset mikrovirrat, jotka ovat vakava tekninen ongelma järjestelmän vakauden ylläpitämisessä ja nopean palautumisen varmistamisessa. Tämä merkitsee ratkaisevaa askelta eteenpäin sähköverkkojen vikojen hallintateknologian kehityksessä.
Energiavallankumous Kiinassa
Tämä järjestelmä havaitsee nopeasti mikrovirtahäiriöt, säätelee vaihtovirralähteistä tulevaa tehoa ja jakaa sähköenergian eri verkkoihin. Tämä prosessi parantaa verkon suojausta ja varmistaa nopean palautumisen, minimoiden sähkökatkosten vaikutukset.
Aurinko- ja tuulienergian tuotannon kasvaessa myös epävakauden riski kasvaa. Tässä yhteydessä energiajärjestelmien on oltava varustettuja erittäin tehokkailla palautusjärjestelmillä, jotka pystyvät reagoimaan sekunnin murto-osassa estääkseen laajamittaiset sähkökatkokset.
Kiinassa kehitetty ratkaisu on suunniteltu erityisesti toimimaan monilähteisessä energiantuotannossa, minkä ansiosta se pystyy varmistamaan vakauden myös nopeasti muuttuvissa olosuhteissa. Tämän seurauksena energiajärjestelmä on vakaampi ja paremmin varautunut jatkuviin vaihteluihin energiantuotannossa.
Nykyaikaisten sähköverkkojen ongelma
Energy Informatics -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan nykyaikaiset sähköverkot ovat paljon monimutkaisempia. Uusiutuvien energialähteiden laajamittainen integrointi ja äärimmäisten sääolosuhteiden yleistyminen ovat osoittaneet, että perinteiset, kiinteisiin sääntöihin perustuvat diagnoosimenetelmät eivät enää ole tehokkaita, koska niiltä puuttuu tarvittava tarkkuus ja joustavuus.
Tämä kehitys merkitsee siis merkittäviä muutoksia Kiinan sähköverkossa, joka on maailman suurin ja jonka ennustetaan kuluttavan yli 10 biljoonaa kWh vuoteen 2025 mennessä. Tämän kehityksen ansiosta verkko on kehittymässä järjestelmästä, joka vain reagoi ongelmiin, järjestelmäksi, joka kykenee ”itsensä korjaamiseen”, eli palautumaan itsestään vikojen sattuessa.
Kuinka järjestelmä tunnistaa nopeasti sähköverkon vian?
Jotta voidaan ymmärtää, kuinka tällainen nopeus saavutetaan, on tutustuttava Qi Go:n ja hänen tiiminsä tieteelliseen tutkimukseen. Järjestelmä perustuu älykkäiden algoritmien kaksoisrakenteeseen:
- Vian sijainnin määrittämisalgoritmi (FLA): Tämä algoritmi käyttää tukivektorimenetelmään (SVM) perustuvaa luokitinta, jonka ydin perustuu radiaalisiin perusfunktioihin (RBF). Se toimii järjestelmän ”aivoina” analysoimalla muuttujia, kuten jännite, linjan vastus ja sääolosuhteet, ennustaakseen vian tarkan sijainnin 92 %:n tarkkuudella.
- Vian eristämisalgoritmi (FIA): Kriittisen pisteen määrittämisen jälkeen aktivoidaan päätöksentekopuu ongelman vakavuuden arvioimiseksi. Tutkimusten mukaan, jos vika on vakava, esimerkiksi oikosulku lähellä sähköasemaa, järjestelmä reagoi nopeasti eristämällä kyseisen verkon osan ja ohjaamalla sähkön vaihtoehtoisille reiteille muutamassa millisekunnissa.
Kiinalaisen teknologian vienti
Kiina on kehittänyt energiasektorille ja rautatiekuljetuksille teknologioita, jotka on jo otettu käyttöön 12 maassa, mikä todistaa niiden luotettavuuden. Kaikki kertynyt kokemus viittaa tulevaisuuteen, jossa energiateknologia tulee olemaan yhä älykkäämpää ja tehokkaampaa.
Akateemisen tutkimuksen, teollisuuden ja laajamittaisten operaatioiden integroinnin ansiosta Aasian jättiläinen on onnistunut luomaan erittäin nopean reagointijärjestelmän. Tämä saavutus vähentää järjestelmäriskejä ja vahvistaa energiajärjestelmän kykyä sopeutua jatkuvasti kasvavaan maailmanlaajuiseen sähkön kysyntään.
