Insinyur menulis skrip untuk memulihkan jaringan listrik yang dominan angin setelah pemadaman

Insinyur menulis skrip untuk memulihkan jaringan listrik yang dominan angin setelah pemadaman


Newswise – AMES, Iowa – Hugo Villegas Pico, mengemudi selama musim panas 2019 dari Colorado ke pekerjaan fakultas barunya di Iowa State University, mengamati semua turbin angin yang berputar di atas ladang pertanian di Iowa.

Iowa, bagaimanapun, sekarang menghasilkan lebih dari 40% listriknya dari angin.

Jadi, apa yang akan terjadi, dia bertanya-tanya, ketika lebih banyak kapasitas angin ditambahkan dan kemudian badai bertiup, seperti derecho yang belum pernah terjadi sebelumnya pada 10 Agustus? Atau ada serangan cyber di jaringan? Atau ada serangan fisik yang merobohkan menara transmisi?

Lampu menjadi hitam. Dan ribuan orang kehilangan listrik.

Bagaimana jaringan listrik yang didominasi angin pulih dari pemadaman? Bagaimana Anda “memulai secara gelap” pembangkit listrik tenaga angin?

Ini tantangan besar karena pembangkit listrik tenaga angin tidak dirancang untuk memenuhi pemulihan pemadaman listrik langkah demi langkah yang khas, kata Villegas Pico, asisten profesor teknik listrik dan komputer Iowa State. Turbin angin tidak seperti turbin gas di pembangkit listrik. Anda tidak perlu mengisi bahan bakar, membalik sakelar dan melihatnya memenuhi permintaan sistem dengan pasokan bahan bakar yang stabil.

“Anda harus memperhitungkan keterbatasan yang disebabkan oleh variabilitas sumber energi angin dalam ruang dan waktu,” kata Villegas Pico. “Dan tidak ada penyimpanan energi angin untuk merencanakan sebelumnya bagaimana memenuhi permintaan. Anda harus menggunakan sumber daya angin yang tersedia, dan itu membuat awal hitam jaringan yang dominan angin sulit untuk direncanakan. Anda perlu membuat rencana pemulihan yang dapat beradaptasi dan berubah dengan cepat. ”

Hibah baru, tiga tahun, $ 729.349 dari Departemen Energi AS akan membantu Villegas Pico dan kelompok penelitiannya mencari cara untuk mengatur pemulihan jaringan listrik yang dominan angin setelah pemadaman listrik. Bill Gallus, seorang profesor ilmu geologi dan atmosfer Iowa State dan peneliti badai, akan bekerja sama dalam proyek tersebut. MidAmerican Energy Co. dan Pusat Teknologi Angin Nasional dari Laboratorium Energi Terbarukan Nasional di Colorado juga akan mendukung proyek tersebut.

Sebuah penghalang potensial

Villegas Pico mengatakan masalah pemadaman listrik bisa menjadi kendala jangka panjang untuk membangun lebih banyak kapasitas energi angin, tetapi menurutnya penelitian ekstensif dapat menemukan beberapa solusi teknis.

Pertama, turbin angin hari ini tidak dirancang untuk start hitam. Jadi Villegas Pico mengusulkan solusi inovatif, termasuk:

  • Regulator untuk secara aktif mengontrol jumlah daya yang dipanen oleh turbin angin, memberi utilitas lebih banyak kemampuan untuk menyeimbangkan pembangkit listrik dan permintaan.
  • Regulator yang memungkinkan konverter daya turbin menahan lonjakan transien dari transformator dan motor selama start hitam.
  • Metode sinkronisasi otomatis baru yang menjaga turbin tetap beroperasi, bahkan tanpa bantuan generator listrik konvensional seperti turbin gas.

Kedua, mustahil untuk membuat skrip awal hitam untuk jaringan yang dominan angin karena sumber daya angin bervariasi. Kondisi angin yang berbeda membutuhkan rencana yang berbeda pula. Ide Villegas Pico adalah menggabungkan alat kecerdasan buatan modern dengan model prakiraan baru untuk membuat rencana pemulihan dengan cepat yang dapat diatur oleh komputer.

Proyek ini juga akan memeriksa penggunaan baterai untuk menyimpan jumlah energi minimum untuk proses black-start sistem energi angin. Dan, proyek akan mengembangkan pengetahuan teknis dan ilmiah untuk mengajarkan siswa tentang proses restorasi jaringan listrik yang dominan angin.

Villegas Pico mengatakan proyek tersebut dapat berdampak nasional dan seluruh negara bagian.

Departemen Energi AS mengumumkan pada Juli 2019 bahwa mereka akan mengembangkan Model Ketahanan Energi Amerika Utara, sebagian karena munculnya ancaman terhadap jaringan listrik dari badai ekstrem serta serangan siber dan fisik.

Dan, “Proyek ini penting bagi negara bagian Iowa karena menjadi dominan angin,” tulis Villegas Pico. “Jadi, wajar untuk mengantisipasi bahwa pembangkit listrik tenaga angin harus menyediakan layanan black-start di daerah tersebut.”

Contoh kasus

Derecho 10 Agustus yang bertiup melintasi Iowa dan Midwest – dengan hembusan angin diperkirakan mencapai 140 mph dan kerusakan diperkirakan mencapai $ 7,5 miliar – memutus aliran listrik menjadi sekitar setengah juta Iowans.

Villegas Pico belum meneliti bagaimana utilitas dapat – atau tidak – dapat menggunakan energi angin untuk membantu memulihkan jaringan listrik setelah derecho. Tapi dia akan melakukannya. Ia berharap hal itu akan mengungkap lebih banyak tantangan untuk jaringan listrik start hitam yang didominasi oleh energi angin.

Solusi baru untuk semua tantangan energi angin yang sedang dikembangkan Villegas Pico dan tim risetnya “dapat mempercepat pemulihan dari pemadaman listrik,” katanya. Dan itu bisa membuat perbedaan di lingkungan Anda setelah badai besar berikutnya.

– 30 –


Diposting Oleh : http://54.248.59.145/

About the author