Yu Y, Liu Y, Yu D (2025) Smart Grid Innovations: Increasing Resilience, Security, and Sustainability in the Era of Energy Transition. Engineering 51, 1-2 – https://doi.org/10.1016/j.eng.2025.07.014 – open access article pdf

Ta uvodnik iz revije Engineering (2025) obravnava razvoj pametnih omrežij (angl. Smart grid) v času globalnega energetskega prehoda. Izpostavlja pet ključnih študij, ki naslavljajo kompleksnost odpornosti, tržnih mehanizmov in stabilnosti sistema. V nadaljevanju v kartkem povzemamo tri od teh petih študij.

Podnebna odpornost in kibernetsko-fizikalna integracija

Raziskava avtorjev Li in sodelavcev preučuje dvojno grožnjo ekstremnih vremenskih pojavov (npr. orkani, ledene ujme) in dolgotrajnih neugodnih razmer (npr. pomanjkanje obnovljivih virov energije med monsuni) za energetsko infrastrukturo.

• Medsebojne odvisnosti: Ekstremno vreme povzroča hkratno fizikalno škodo (električni vodi) in kibernetske napake (komunikacije), kar vodi do kaskadnih izpadov in izgube zavedanja o stanju v sistemu.
• Cikel odpornosti: Avtorji predlagajo okvir, ki vključuje sprotno ocenjevanje nevarnosti z naprednim zaznavanjem, vnaprejšnjo razporeditev virov na podlagi digitalnih dvojčkov ter decentralizirano vodenje v primeru motenj v komunikaciji.
• Kvantitativne metrike: Model ocenjuje odpornost s specifičnimi kibernetskimi metrikami, kot sta izguba opazljivosti in poslabšanje vodljivosti.

Inovativni tržni mehanizmi za “prosumerje”

Ma in sodelavci obravnavajo izzive dvosmernih tokov moči in dodeljevanja odgovornosti za emisije ogljika v sodobnih distribucijskih omrežjih, kjer nastopajo aktivni odjemalci (proizvajalci-porabniki).

• Dvostopenjska optimizacija:
  • Zgornja raven: Operaterji distribucijskih omrežij (ODO) določajo omrežnine, povezane z ogljičnim odtisom, z integracijo modelov pretoka emisij in optimalnega pretoka moči.
  • Spodnja raven: Omogoča decentralizirano medvrstniško (P2P) trgovanje z energijo in emisijskimi kuponi med prosumerji.
• Cilj: Uskladiti ekonomsko učinkovitost, varnost omrežja in cilje zmanjšanja emisij z uporabo prilagodljivega algoritma ADMM.

Stabilnost v omrežjih s prevladujočo močnostno elektroniko

Hu in sodelavci ugotavljajo, da širjenje naprav močnostne elektronike zahteva spremembo pri analizi stabilnosti elektroenergetskih sistemov.

• Tehnični izziv: Tradicionalna fazorska analiza ni več ustrezna, ko napetosti v vozliščih kažejo lastnosti časovno spremenljive amplitude in frekvence (TVAF).
• Predlagana rešitev: Temeljna redefinicija analize odziva moči, ki temelji na strogih matematičnih izpeljavah, kar zagotavlja stabilnost v sodobnih, digitaliziranih omrežjih.

URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095809925003832