Математики из Ноттингемского университета использовали данные интеллектуальных счетчиков, чтобы отследить, как меняется состав сети с течением времени, и обнаружили, что устойчивость меняется в течение дня и что высокое потребление солнечных панелей может сделать сеть более восприимчивой к сбоям. Их выводы были опубликованы сегодня в Научные достижения.

Внутреннее производство возобновляемой энергии быстро растет: в Великобритании насчитывается чуть более миллиона небольших солнечных фотоэлектрических систем (PV). Эти маломасштабные возобновляемые генераторы имеют низкую мощность и работают с перебоями и часто распределены по электрическим сетям и встроены в них в большом количестве.

Производство электроэнергии в домашних хозяйствах является ключевым компонентом интеграции возобновляемых источников энергии и включает "льготный тариф", который платит производителю за подачу накопленной энергии обратно в сеть. Это снабжение электроэнергией непредсказуемо, поскольку генераторы периодически включаются и отключаются, а домохозяйства берут на себя роль потребителей или производителей в зависимости от ежедневного и сезонного использования, а также от метеорологических условий. Эти колебания могут подвергнуть сеть риску системных сбоев.

Оливер Смит, исследователь из Ноттингемского университета, возглавлявший исследование, объясняет: "Растущее распространение небольших возобновляемых источников энергии с перебоями вызывает быстрые изменения в структуре и составе энергосистемы. Действительно, эффективная структура сети может меняться в течение дня по мере включения и выключения потребителей и небольших генераторов. Используя данные интеллектуальных счетчиков в домохозяйствах Великобритании, мы проследили, как меняется состав электросети с течением времени. Затем мы использовали динамическую модель для оценки того, как эти изменения влияют на устойчивость электросетей к катастрофическим отказам. Мы обнаружили, что устойчивость меняется в течение дня и что высокое потребление солнечных панелей может сделать сеть более восприимчивой к сбоям ".

Первая часть исследования изучала теорию изменения пропорции и размера генераторов путем моделирования системы, использующей множество небольших генераторов, и во всех случаях это показало, что сеть должна быть более надежной, чем при использовании одного источника питания. Однако, когда были включены данные интеллектуальных счетчиков реального мира, исследователи обнаружили, что реальность для сети со множеством небольших генераторов, работающих в разное время, означает, что сеть не достигает оптимального уровня для достижения этой устойчивости, что делает ее восприимчивой к сбоям.

Исследователи обнаружили, что возобновляемая энергия, хранящаяся в бытовых батареях, используется только для минимизации затрат на электроэнергию в домашних условиях и мало что делает для минимизации риска сбоя сети.

Они рекомендуют планировать подачу энергии от этих батарей, чтобы также оптимизировать устойчивость электросети.

Оливер продолжает: "Главная проблема заключается в том, что в маломасштабных поставках возобновляемой энергии наблюдаются колебания. Экономически эффективным способом преодоления этого было бы разумное планирование высвобождения накопленной фотоэлектрической энергии из бытовых батарей в определенное время. Это обеспечило бы гораздо больший контроль и снизило бы риск системных сбоев".