I sistemi di alimentazione e le reti di comunicazione sono sempre più interdipendenti, che possono influenzare i tempi di risposta e di ripristino quando si verificano problemi.

La smart grid di oggi prevede componenti che dialogano tra loro, inviare segnali sulle reti di comunicazione per mantenere il flusso di corrente fluido ed efficiente. Ma cosa succede quando la "conversazione" si zittisce?

Un team di ricercatori dell'Argonne National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) e dell'Illinois Institute of Technology ha recentemente esplorato la letteratura su questo legame tra il sistema di alimentazione e le sue reti di comunicazione, scoprendo che molti studi non considerano adeguatamente la natura bidirezionale di questa relazione e il suo impatto sulla resilienza della griglia. La loro carta, "Resilienza della rete elettrica con interdipendenze tra reti di alimentazione e di comunicazione:una revisione, " è stato recentemente pubblicato su IET Smart Grid, una rivista dell'Istituto di Ingegneria e Tecnologia.

Scienziati e operatori di rete utilizzano modelli informatici per comprendere e pianificare come eventi come tempeste o guasti alle apparecchiature influenzeranno la rete elettrica. Ma quando gli autori dello studio hanno esaminato i rapporti sul campo di interruzioni reali, hanno trovato complessità che la maggior parte degli studi non stava catturando.

"Ci sono alcune lacune tra ciò che stiamo attualmente modellando e ciò che dobbiamo modellare, " ha detto Bo Chen, uno scienziato dei sistemi energetici delle Argonne e coautore dell'articolo. "Dobbiamo incorporare meglio le interdipendenze di comunicazione nei nostri metodi esistenti". Oltre a Chen, Xin Liu e Dong Jin dell'Illinois Institute of Technology e Chen Chen di Argonne sono gli autori dello studio.

Il collegamento tra le reti di comunicazione e la rete elettrica si configura in diversi modi. Un palo di utilità che trasporta l'elettricità nelle case potrebbe anche trasportare segnali da reti di sensori per il controllo e la segnalazione dei dati. I centri operativi di rete necessitano di reti di comunicazione per monitorare le condizioni e rilevare i problemi.

Molti studi hanno considerato l'effetto di un guasto di rete sul sistema di alimentazione, ma non tanto il contrario. Durante la stagione degli uragani in Florida nel 2004, Per esempio, un guasto al sistema di distribuzione ha compromesso il servizio di telefonia cellulare, che ha reso più difficile per i servizi pubblici inviare in modo efficiente le squadre di riparazione.

Un altro potenziale punto cieco nella pianificazione, Chen ha detto, è la durata della batteria per i dispositivi di comunicazione. Se si spegne la corrente, per quanto tempo funzioneranno le loro batterie di riserva, e hanno una capacità sufficiente? La giusta modellazione può fornire soluzioni di pianificazione che tengano conto di questo, con riparazioni programmate prima che le batterie si scarichino.

"Un tipo di dispositivo davvero importante per il controllo del sistema di distribuzione e il ripristino del sistema di alimentazione sono gli interruttori nelle sottostazioni che possono isolare un'area di guasto o alimentare gli alimentatori di distribuzione, " Disse Chen. "Quelle sottostazioni sono dotate di batterie di riserva che possono durare per ore, ma devono essere ripristinati prima che la batteria si esaurisca per evitare guasti a cascata."

Modellare questi tipi di complessità può essere difficile, ecco perché la maggior parte degli studi non li ha ancora presi pienamente in considerazione, disse Chen. Il lavoro futuro si concentrerà sulla modellazione del ruolo svolto dalle reti di comunicazione nel processo di ripristino dell'energia dopo i disastri naturali. Man mano che tali modelli maturano, potrebbero essere estesi anche ai veicoli elettrici, generatori di backup mobili e altre risorse distribuite che stanno diventando sempre più comuni.

"I sistemi di alimentazione e le reti di comunicazione stanno diventando sempre più accoppiati man mano che la rete si modernizza, " Chen ha detto. "Dobbiamo considerare ogni aspetto di quel collegamento per garantire una stabilità, rete elettrica resiliente”.