Wyzwania dla sieci dystrybucyjnych podczas ekstremalnych zjawisk pogodowych
W lutym 2021 roku zimowa burza Uri spowodowała rekordowo niskie temperatury w Teksasie, prowadząc do masowych przerw w dostawie prądu. W tym samym roku huragan Ida uszkodził tysiące transformatorów i słupów energetycznych, odcinając ponad milion osób od energii elektrycznej. Takie wydarzenia pokazują, jak istotna jest niezawodność sieci dla bezpieczeństwa i funkcjonowania społeczności.
Rola analiz danych w planowaniu odporności sieci
Reiko Matsuda-Dunn, inżynierka z amerykańskiego National Laboratory of the Rockies (NLR, dawniej NREL), zajmuje się analizą reakcji sieci na sytuacje kryzysowe oraz opracowywaniem rozwiązań wzmacniających infrastrukturę energetyczną. Zespół NLR analizuje szczegółowe dane z wcześniejszych awarii, by zidentyfikować najbardziej narażone elementy sieci i wyznaczyć priorytety inwestycyjne.
Według badań ponad 90% przerw w dostawach energii wynika z awarii w systemie dystrybucyjnym, obejmującym linie niskiego napięcia, transformatory i słupy. Uszkodzenia powodują m.in. silne wiatry, opady śniegu czy łamiące się gałęzie.
Przykłady zastosowań analiz
W jednym z analizowanych przypadków w Minnesocie pojedynczy obwód zasilający (feeder) doświadczył ponad dziewięciu tygodni skumulowanych przerw w ciągu roku z powodu silnych wiatrów. Takie dane umożliwiają projektowanie rozwiązań dopasowanych do lokalnych warunków.
Rozwiązania techniczne i organizacyjne
Wśród proponowanych rozwiązań znajdują się zarówno działania fizyczne, jak układanie linii kablowych pod ziemią czy wzmacnianie słupów, jak i wdrożenie technologii zdalnych czujników wykrywających zagrożenia. Istotną rolę odgrywają także rozproszone źródła energii, które pozwalają utrzymać zasilanie choćby podczas częściowych awarii.
Planowanie działań zależy od lokalnych uwarunkowań. Na terenach miejskich, gdzie sieć jest gęsta, operatorzy mogą stosować przełączanie obwodów, aby zapewnić zasilanie alternatywną drogą. W regionach wiejskich, gdzie infrastruktura jest rozproszona, takie możliwości są ograniczone, a koszty wdrażania rozwiązań – jak podziemne linie – mogą być wyższe.
Ocena efektywności i współpraca
Eksperci NLR nie tylko identyfikują rozwiązania, ale także oceniają ich efektywność kosztową i wpływ na bezpieczeństwo publiczne. Celem jest wsparcie decydentów – operatorów, regulatorów i władz lokalnych – w wyborze najlepszych strategii i szybszym przywracaniu zasilania po awariach.
„Naszym celem jest dostarczanie jasnych, opartych na danych wskazówek, które pokażą, które rozwiązania są najskuteczniejsze i najbardziej opłacalne, dopasowane do specyfiki danego obszaru.” – Reiko Matsuda-Dunn
Zespół NLR zaprasza do współpracy instytucje branżowe, agencje regulacyjne oraz samorządy zainteresowane wspólnym poszukiwaniem rozwiązań zwiększających odporność sieci na realne zagrożenia.
Źródło: NREL
