I sviterna av stormen Gudrun blev uppskattningsvis 730 000 svenska elkunder utan ström när runt 3 000 mil elledningsnät skadades, varav nio procent så svårt att det krävdes komplett nybyggnation. 20 dygn efter stormen var fortfarande över 12 000 kunder utan el, och för vissa abonnenter varade avbrottet i hela 45 dagar. Nu har KTH-forskare tagit fram en simulator som ska undanröja elavbrott.
Tanken är ett elnät som på förhand kan förutse hur det ska handskas med till exempel en storm eller andra naturkatastrofer. Då skulle elförsörjningen bli mycket säkrare, detta då snabba omställningar i systemet skulle kunna förebygga sammanbrott. Detta är faktiskt redan verklighet och vad realtidsimulatorn på KTH ska ägna sig åt att göra.
Realtidssimulatorn, SmarTSlab (Smart Transmission Systems Laboratory), har precis invigts på KTH. Denna apparatur kan simulera ett elnät av samma storlek som Gotlands, eller större som så skulle behövas. I simulatorn går det att lägga till olika faktorer, till exempel energi från vindkraft, att de boende laddar sina elbilar och så vidare – för att se hur det påverkar systemet. Samtidigt går det att integrera alla it- och styrsystem som krävs i ett modernt elnät.
Fördelen med simulatorn, jämfört med traditionella beräkningar, är att man kan koppla verkliga kontrollsystem till den. På så sätt kan man kontrollera att hela systemet är tillförlitligt, att mätvärdena är exakta, och till exempel studera vad som händer om systemet utsätts för attacker eller naturkatastrofer.
I ett elnät är vissa ledningssträckor mer sårbara än andra, till exempel för att de har högre belastning. Genom att simulatorn har översikt över hela systemet vet den också vilka åtgärder, alternativa vägar, som behöver tas för att trygga en oavbruten elförsörjning under exempelvis en storm.
– Detta gör att vi kan utveckla ett styrsystem som i förlängningen ger mer tillförlitlig och säker elförsörjning i våra hem och industrier. Via datorer styr, mäter och reglerar systemet energiproduktion och -konsumtion, säger Luigi Vanfretti, biträdande lektor i smarta elnät med tyngdpunkt på transmissionssystem.
Han bygger och utvecklar automatiska reglermodeller, som bland annat mäter effektflöden, för att ta reda på riskfaktorer som måste förebyggas. Därefter omsätter hans kollega Arshad Saleem, forskarassistent vid avdelningen för industriella styr- och kontrollsystem, algoritmerna i ett datorprogram som analyserar och behandlar mätvärdena så att systemet ska kunna fatta rätt beslut.
– Framtidens elmarknad kräver ett intelligent styrsystem, för att vi ska kunna utnyttja alternativa energikällor på ett smart och säkert sätt, säger Arshad Saleem.
Aldrig tidigare – i alla fall inte vad KTH-forskarna känner till - har tester av hela processen gjorts inom transmissionsbranschen. Med realtidssimulatorn kan forskarteamet överblicka systemet från alla perspektiv. Det beror delvis på att simulatorn är ett hybridsystem som består av många olika element men framför allt att man nu har börjat samarbeta inom de olika områdena.
– Med simulatorn hoppas vi så småningom kunna utveckla verktyg, som algoritmer som genom att använda höghastighetskommunikation och GPS-synkronisering kan varna när det är problem i systemet, men samtidigt genererar kontroll- och skyddsåtgärder, säger Arshad Saleem.
