Strömavbrott

självorganiserad criticalityEdit

det har hävdats på grundval av historiska data och datormodellering att kraftnät är självorganiserade kritiska system. Dessa system uppvisar oundvikliga störningar av alla storlekar, upp till hela systemets storlek., Detta fenomen har hänförts till stadigt ökande efterfrågan/ belastning, ekonomin att driva ett kraftföretag och gränserna för modern teknik. Även om blackout-frekvensen har visat sig minska genom att driva den längre från sin kritiska punkt, är det i allmänhet inte ekonomiskt genomförbart, vilket gör att leverantörerna ökar den genomsnittliga belastningen över tiden eller uppgraderar mindre ofta vilket resulterar i att gallret flyttar sig närmare sin kritiska punkt. Omvänt kommer ett system förbi den kritiska punkten att uppleva för många blackouts som leder till systemövergripande uppgraderingar som flyttar den tillbaka under den kritiska punkten., Termen kritisk punkt i systemet används här i betydelsen statistisk fysik och ickelinjär dynamik, som representerar den punkt där ett system genomgår en fasövergång; i detta fall övergången från en stadig tillförlitlig rutnät med få cascading misslyckanden till en mycket sporadisk opålitlig rutnät med gemensamma cascading misslyckanden. Nära den kritiska punkten förhållandet mellan blackout frekvens och storlek följer en power-law distribution.

Cascading misslyckande blir mycket vanligare nära denna kritiska punkt. Power-law-förhållandet ses i både historiska data och modellsystem., Praktiken att använda dessa system mycket närmare sin maximala kapacitet leder till förstorade effekter av slumpmässiga, oundvikliga störningar på grund av åldrande, väder, mänsklig interaktion etc. Medan nära den kritiska punkten har dessa fel en större effekt på de omgivande komponenterna på grund av enskilda komponenter som bär en större belastning., Detta resulterar i att den större belastningen från den felande komponenten måste omfördelas i större mängder över hela systemet, vilket gör det mer sannolikt att ytterligare komponenter som inte direkt påverkas av störningen misslyckas, antänder kostsamma och farliga kaskadfel. Dessa initiala störningar som orsakar strömavbrott är allt mer oväntade och oundvikliga på grund av kraftleverantörernas åtgärder för att förhindra uppenbara störningar (skära tillbaka träd, separera linjer i blåsiga områden, ersätta åldrande komponenter etc.)., Komplexiteten hos de flesta kraftnät gör ofta den ursprungliga orsaken till en blackout extremt svårt att identifiera.

andra ledare avvisar systemteorier som drar slutsatsen att blackouts är oundvikliga, men håller med om att nätets grundläggande funktion måste ändras. The Electric Power Research Institute förkämpar användningen av smarta elnät funktioner som makt styrenheter som använder avancerade sensorer för att samordna nätet., Andra förespråkar större användning av elektroniskt styrda högspännings-likström (HVDC) – utbrott för att förhindra störningar från kaskad över AC-linjer i ett brett område.

OPA modelEdit

Under 2002, forskare vid Oak Ridge National Laboratory (ORNL), Power System Engineering Research Center vid University of Wisconsin (PSerc), och University of Alaska Fairbanks föreslagit en matematisk modell för beteende elektriska distributionssystem. Denna modell har blivit känd som opa-modellen, en hänvisning till namnen på författarnas institutioner., OPA är en cascading fel modell. Andra cascading fel modeller inkluderar Manchester, dolda fel, kaskad, och förgrening. Den OPA-modellen var kvantitativt jämfört med ett komplext nätverk modell av en forsande misslyckande – Crucitti–Latora–Marchiori (CLM) modell, som visar att båda modellerna uppvisar liknande fasövergångar i genomsnitt nätet skador (ladda skjul/efterfrågan i OPA, stig skador i CLM), med avseende på överföringskapacitet.,

begränsning av strömavbrott frekvensredigera

effekterna av att försöka mildra cascading misslyckanden nära den kritiska punkten på ett ekonomiskt genomförbart sätt visar sig ofta inte vara fördelaktiga och ofta till och med skadliga. Fyra begränsningsmetoder har testats med hjälp av OPA blackout-modellen:

• öka det kritiska antalet fel som orsakar cascading blackouts-visat sig minska frekvensen av mindre blackouts men öka den för större blackouts.,
• öka individuell kraftledning max belastning – visas för att öka frekvensen av mindre strömavbrott och minska den för större strömavbrott.
• kombination av ökande kritiskt antal och max belastning av linjer – visat sig inte ha någon signifikant effekt på någon storlek av blackout. Den resulterande mindre minskningen av frekvensen av blackouts beräknas inte vara värt kostnaden för genomförandet.
• öka den överskjutande effekt som är tillgänglig för nätet – visas för att minska frekvensen av mindre strömavbrott men öka den för större strömavbrott.,

förutom att varje begränsningsstrategi har ett kostnads-nyttoförhållande med avseende på frekvensen av små och stora blackouts minskade det totala antalet blackout-händelser inte signifikant genom någon av de ovan nämnda begränsningsåtgärderna.

en komplex nätverksbaserad modell för att styra stora cascading failures (blackouts) med lokal information föreslogs endast av A. E. Motter.

2015 introducerades en av de lösningar som föreslogs för att minska effekten av strömavbrott av M. S. Saleh.