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Quando l'uragano Maria, una tempesta di categoria 4 con venti da 155 mph, ha colpito direttamente Porto Rico nel 2017, ha devastato la rete elettrica dell'isola e causato il blackout più lungo nella storia degli Stati Uniti. Maria ha lasciato molti residenti senza elettricità per quasi un anno.
All'indomani di questa devastazione, il Dipartimento dell'Energia e il suo sistema di laboratorio nazionale hanno collaborato con Porto Rico per generare una rete elettrica più resiliente per mantenere le luci accese nelle comunità e per proteggersi dalle peggiori conseguenze dei nuovi uragani.
Ora, il Pacific Northwest National Laboratory del DOE ha fornito una soluzione per una rete elettrica più resiliente con il sistema di valutazione e resilienza della rete elettrica (EGRASS), una potente piattaforma che aiuta a preparare e fortificare le strutture critiche quando vengono identificate nuove minacce.
"È molto importante per Porto Rico prepararsi per questa e la prossima stagione degli uragani", ha affermato l'ingegnere dei sistemi di alimentazione Marcelo Elizondo. "Per affrontare questo problema, abbiamo combinato la nostra esperienza nella modellazione della rete, nell'architettura cloud e nella risposta alle emergenze per aiutare a proteggere i sistemi energetici attuali e futuri di Porto Rico", ha aggiunto Elizondo. "Abbiamo convalidato il nostro modello nei rapporti di valutazione dei danni al sito che ci hanno consentito di acquisire capacità più accurate nella previsione dei guasti alla rete".
Lo sviluppo di questo software può aiutare l'isola a essere meglio preparata con piani d'azione e materiali adeguati per affrontare grandi tempeste in futuro.
"La nostra divisione Interagency Recovery Coordination presso l'ufficio di recupero della FEMA di Porto Rico ha lavorato instancabilmente per raggiungere l'accordo interagenzia che ha aperto la strada a questa tecnologia innovativa. Conoscere i potenziali impatti di una tempesta futura aiuterà i governi locali a prendere solide determinazioni quando si preparano per un post- scenario di approdo", ha affermato José G. Baquero, coordinatore federale per il ripristino di emergenza della FEMA a Porto Rico.
La Puerto Rico Energy Power Authority (PREPA) e l'operatore e amministratore del sistema di trasmissione e distribuzione a Puerto Rico, LUMA Energy, stanno ora utilizzando EGRASS per studiare e pianificare eventi meteorologici estremi e potenziali impatti sulla rete, per esporre meglio lacune di dati e conoscenze nel sistema e di utilizzare tali informazioni per proteggere l'infrastruttura critica.
EGRASS aiuta i gestori delle emergenze a caratterizzare meglio gli impatti delle tempeste simulando i percorsi storici delle tempeste per una varietà di diverse stime dell'intensità del vento. Questi esercizi stanno aiutando i gestori di LUMA Energy a pianificare in anticipo la riparazione di linee di trasmissione, sottostazioni e altri componenti a Porto Rico, proteggendoli dalle imminenti minacce meteorologiche.
PNNL sta partecipando allo sforzo unificato del DOE per ricostruire la rete elettrica di Porto Rico e aiutarla a prepararsi per futuri uragani. Il progetto pluriennale prevede un complesso lavoro di ammodernamento della rete e pianificazione per il futuro, compresa la transizione al 100% di energie rinnovabili entro il 2050.
"Porto Rico si impegna a passare alle energie rinnovabili al 100%, quindi siamo ansiosi di aiutare a pianificare tale transizione in modo resiliente e affidabile, tenendo conto degli impatti degli uragani sul sistema durante la transizione. Vorremmo aiutare a identificare come le rinnovabili e lo stoccaggio di energia possono essere parte della soluzione, progettando i loro controlli della griglia", osserva Marcelo Elizondo. Elizondo guida il team PNNL che fornisce modelli e analisi della resilienza della griglia su questo progetto.
Come EGRASS aiuta a prepararsi agli uragani
EGRASS valuta l'impatto sulle infrastrutture a seguito di eventi naturali. Stima la probabilità di guasto per diversi componenti dell'infrastruttura elettrica, come torri, linee di trasmissione e sottostazioni, e analizza il rischio associato e l'impatto dei loro guasti sull'affidabilità del sistema. Aiuta anche nelle operazioni di ripristino in tempo reale fornendo il giudizio di esperti per la determinazione di fonti di alimentazione alternative per carichi critici di utilizzo finale.
"Per la parte relativa all'affidabilità del sistema, avevamo già uno strumento per questo. Si chiama DCAT, lo strumento di analisi delle contingenze dinamiche", ha affermato Jeff Dagle, ingegnere elettrico capo di PNNL. "Abbiamo riconosciuto una lacuna nei nostri strumenti mentre lavoravamo per ricostruire la rete dopo gli effetti dell'uragano Maria. Volevamo aggiungere informazioni come "quali linee elettriche sarebbero cadute" per comprendere meglio la fragilità delle torri e la loro suscettibilità alle sottostazioni e ai singoli componenti del sistema elettrico. EGRASS lo fa."
Il team ha progettato il modello per capire quali sistemi fallirebbero sulla base di determinati presupposti sulle forze degli uragani. "Abbiamo acquisito una comprensione dell'impatto del tempo sui componenti del sistema elettrico per alimentare la nostra analisi della rete", ha aggiunto Dagle.
EGRASS aiuta a proteggere e recuperare l'attuale infrastruttura presentando modelli intelligenti per prepararsi al meglio agli uragani futuri. I piani futuri includono l'estensione della sua applicabilità ad altri eventi, come terremoti e inondazioni. + Esplora ulteriormente
