德克萨斯州目前正面临着破纪录的高温和干旱天气,寻找一个解决方案来满足日益增长的对电网可靠电力的需求,同样是有史以来的最高水平。
Thomas Overbye博士,德克萨斯农工大学电气与计算机工程系教授兼奥唐纳基金会第三任主席,德克萨斯农工大学工程实验站主任智能电网中心他正在研究一种新的方式,即历史天气可以在今天的电网中发挥关键作用。特别是,他正在研究异常天气条件,例如德克萨斯州目前正在经历的极端高温,或者非常低的温度,例如2021年2月冬季风暴Uri期间经历的温度。
根据世界气象组织在美国,北美、中美洲和加勒比地区记录在案的灾害数量从20世纪70年代平均每30天发生一次灾害增加到1990年至2019年的30年间每7天发生一次灾害。虽然这些极端天气事件过去相对不常见,但它们的发生率正在增加,因此将这些历史数据纳入潮流中以更好地保护未来的电网至关重要。
为了防止像冬季风暴乌里那样的情况发生,你必须对这些天气事件的可能性有一个很好的感觉,如果你知道它们的可能性有多大,那么你就可以在你的计划中考虑到这一点。
自19世纪80年代以来,天气信息一直用于电网规划和运营。然而,还没有人提出将这些信息纳入电网的潮流或负荷流的想法,电网是一个用于确定电力如何从发电机通过输电系统流向配电系统(然后由消费者使用)的系统。
该项目由电力系统工程研究中心资助,在潮流中引入历史天气数据,这将为电力工程师和电网运营商提供更多背景,以便在极端天气事件中有效地管理电网,并有机会做出更明智的决策。
潮流是用于研究和设计大规模高压电网的最常用工具之一,它包括电力工程师使用的几种算法、模型、数据和相关的人机界面。为了在潮流模型中包含天气信息,需要有足够的天气数据和天气如何影响电网组件的模型,以及将天气信息映射到相关电网组件的能力。
Overbye将天气数据纳入电力流的方法在几个电网上进行了演示,这些电网的规模从7,000到82,000总线不等,或者连接几条线路和组件的节点,使用了不同年份的天气数据。他的研究结果得出结论,只要对现有模型稍加改动,天气就可以很容易地纳入潮流算法,为电力行业和能源消费者带来巨大的利益。
人们普遍认识到天气影响人类活动和随后的电力使用和运行。此外,风能和太阳能发电继续增长,目前为美国提供了超过14%的电力,这反过来又增加了电网对这些能源的依赖。
奥弗拜从事与电力流相关的研究已有40多年,但他对天气信息整合的兴趣始于“尤里”冬季风暴。
奥弗比说:“为了防止像乌里冬季风暴那样的情况,你必须对这些天气事件的可能性有一个很好的感觉,如果你知道它们的可能性有多大,那么你就可以在你的计划中考虑到这一点。”