科技：未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展

導語(yǔ)：在從道路布雷斯悖論已知的分析的過(guò)程中首次發(fā)現也適用于高壓電網(wǎng)和顯著(zhù)影響振蕩網(wǎng)絡(luò )的動(dòng)態(tài)?！皩τ谂f電網(wǎng)而言，悖論不是問(wèn)題，因為來(lái)自大型發(fā)電廠(chǎng)的電力在很多方向上傳播。然而，在一個(gè)擁有數百個(gè)圓圈和鏈接的現代化，廣泛分布的分散式網(wǎng)絡(luò )中，它變得非常重要，“Witthaut解釋道。與人們直觀(guān)地預期的相反，增加新的電力線(xiàn)路會(huì )使網(wǎng)絡(luò )不穩定，從而導致電力供應不穩定，就像新建的道路可能導致更多的擁堵和更長(cháng)的旅行時(shí)間一樣。

新的電源線(xiàn)必須要建，但必然在未來(lái)幾年風(fēng)電場(chǎng)，光伏發(fā)電和沼氣廠(chǎng)的流輸送到電網(wǎng)，這將逐步取代傳統的煤炭，天然氣和核電站的未來(lái)。更深入地了解能源供應動(dòng)態(tài)的集體機制可能有助于在未來(lái)控制和優(yōu)化它們。為了更接近這一目標，馬克斯普朗克研究所分析了不同網(wǎng)絡(luò )架構的穩定性和穩健性。

穩定性描述了系統如何處理來(lái)自外部的動(dòng)態(tài)變化，例如當風(fēng)減弱或大型消費者從電網(wǎng)釋放意外電壓時(shí)。另一方面，魯棒性表明結構擾動(dòng)（即系統內的誤差）如何影響系統的平穩運行。內部故障例如是由于發(fā)電廠(chǎng)或電力線(xiàn)的故障，如Conneforde線(xiàn)路的情況。

通過(guò)他們的分析，哥廷根可以證明，與許多評論家所擔心的不同，分散的網(wǎng)絡(luò )不容易停電。實(shí)際上，許多小型而不是較小的生產(chǎn)商可以使電源更加穩健，因為發(fā)電廠(chǎng)或電力線(xiàn)的故障在細網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )中并沒(méi)有那么多。

此外，未來(lái)的電網(wǎng)是否可能甚至通過(guò)自組織的基本原則來(lái)調節自己，以便它可以說(shuō)總能找到自己的節奏？Timme還想與他的團隊一起追求這個(gè)問(wèn)題，在更好地理解動(dòng)態(tài)反饋效應的幫助下，網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商可能不再需要自己補償波動(dòng)和故障，網(wǎng)絡(luò )將自動(dòng)更高效。

但是，只有新的供應線(xiàn)不阻止電流。如果線(xiàn)路笨拙地連接到現有網(wǎng)絡(luò )，則可能沒(méi)有任何同步狀態(tài)將電流的振蕩帶入共模。然后網(wǎng)絡(luò )沒(méi)有機會(huì )適應穩定的節奏?！霸诳稍偕茉捶蓊~的增長(cháng)到布雷斯悖論因此，鑒于必需電力網(wǎng)絡(luò )未來(lái)的擴張有，” Timme說(shuō)，因為封鎖的現象在各個(gè)電網(wǎng)的數值模擬出現了一次又一次。

“我們的研究結果已經(jīng)為未來(lái)網(wǎng)絡(luò )的運行提供了重要線(xiàn)索，”物理學(xué)家肯定。在接下來(lái)的步驟中，工作組網(wǎng)絡(luò )動(dòng)態(tài)不僅檢查來(lái)自朝著(zhù)更加分散化的結構當前的網(wǎng)絡(luò )結構更準確地轉換過(guò)程中，還要考察在分布式網(wǎng)絡(luò )是多么脆弱響應斷電，當電源波動(dòng)。這些發(fā)現將使科學(xué)家能夠與網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商合作，為網(wǎng)絡(luò )控制問(wèn)題找到具體的解決方案，并制定戰略，使電力供應長(cháng)期穩定可靠。