Tăng cường lưới điện của Puerto Rico
Ảnh: Unsplash / CC0
Khi cơn bão Maria, cơn bão cấp 4 với sức gió 155 dặm / giờ, tấn công trực tiếp Puerto Rico vào năm 2017, nó đã tàn phá mạng lưới điện của hòn đảo và gây ra sự cố mất điện dài nhất trong lịch sử Hoa Kỳ. Maria khiến nhiều cư dân mất điện trong gần một năm.
Sau hậu quả của sự tàn phá này, Bộ Năng lượng và hệ thống phòng thí nghiệm quốc gia của họ đã hợp tác với Puerto Rico để tạo ra một lưới điện linh hoạt hơn để giữ cho đèn chiếu sáng trong các cộng đồng và bảo vệ khỏi những hậu quả tồi tệ nhất của những cơn bão mới.
Giờ đây, Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương của DOE đã cung cấp giải pháp cho lưới điện có khả năng phục hồi cao hơn với Hệ thống đánh giá và phục hồi lưới điện (EGRASS), một nền tảng mạnh mẽ giúp chuẩn bị và củng cố các cấu trúc quan trọng khi các mối đe dọa mới được xác định.
Kỹ sư hệ thống điện Marcelo Elizondo cho biết: “Điều rất quan trọng đối với Puerto Rico là chuẩn bị cho mùa bão này và mùa bão tiếp theo. "Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi đã kết hợp chuyên môn của mình về mô hình lưới điện, kiến trúc đám mây và ứng phó khẩn cấp để giúp bảo vệ hệ thống điện hiện tại và tương lai của Puerto Rico", Elizondo nói thêm. "Chúng tôi đã xác nhận mô hình của mình trong các báo cáo đánh giá thiệt hại tại địa điểm cho phép chúng tôi có được khả năng chính xác hơn trong việc dự đoán sự cố lưới điện."
Sự phát triển của phần mềm này có thể giúp hòn đảo được chuẩn bị tốt hơn với các kế hoạch hành động và tài liệu thích hợp khi đối mặt với những cơn bão lớn trong tương lai.
"Bộ phận Điều phối Phục hồi Liên ngành của chúng tôi tại văn phòng phục hồi của FEMA Puerto Rico đã làm việc không mệt mỏi để đạt được thỏa thuận liên ngành mở đường cho công nghệ đổi mới này. Biết được những tác động tiềm tàng của một cơn bão trong tương lai sẽ giúp chính quyền địa phương đưa ra những quyết định đúng đắn khi chuẩn bị cho hậu quả José G. Baquero, Điều phối viên Phục hồi Thảm họa Liên bang của FEMA tại Puerto Rico, cho biết kịch bản đổ bộ.
Cơ quan Năng lượng Puerto Rico (PREPA), và nhà điều hành và quản lý Hệ thống Truyền tải và Phân phối ở Puerto Rico, LUMA Energy, hiện đang sử dụng EGRASS để nghiên cứu và lập kế hoạch cho các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt và các tác động tiềm tàng lên lưới điện, nhằm phơi bày tốt hơn khoảng trống về dữ liệu và kiến thức trong hệ thống và sử dụng thông tin đó để bảo vệ cơ sở hạ tầng quan trọng.
EGRASS giúp các nhà quản lý khẩn cấp xác định rõ hơn các tác động của bão bằng cách mô phỏng đường đi của bão trong lịch sử cho nhiều loại ước tính cường độ gió khác nhau. Các bài tập này đang giúp các nhà quản lý năng lượng của LUMA lên kế hoạch sửa chữa đường dây tải điện, trạm biến áp và các thành phần khác ở Puerto Rico — giữ cho chúng an toàn trước các mối đe dọa thời tiết sắp tới.
PNNL đang tham gia vào nỗ lực thống nhất của DOE để xây dựng lại lưới điện của Puerto Rico và giúp nước này chuẩn bị cho các trận bão trong tương lai. Dự án kéo dài nhiều năm bao gồm các công việc phức tạp về hiện đại hóa lưới điện và lập kế hoạch cho tương lai, bao gồm cả việc chuyển đổi sang 100% năng lượng tái tạo vào năm 2050.
"Puerto Rico cam kết chuyển đổi sang 100% năng lượng tái tạo, vì vậy chúng tôi mong muốn giúp lập kế hoạch cho quá trình chuyển đổi đó một cách linh hoạt và đáng tin cậy, tính đến các tác động của bão đối với hệ thống khi nó chuyển đổi. Chúng tôi muốn giúp xác định cách năng lượng tái tạo và lưu trữ năng lượng có thể là một phần của giải pháp, bằng cách thiết kế các điều khiển lưới của họ, "Marcelo Elizondo lưu ý. Elizondo dẫn đầu nhóm PNNL cung cấp mô hình và phân tích khả năng phục hồi của lưới điện trong dự án này.
Cách EGRASS giúp chuẩn bị cho bão
EGRASS đánh giá tác động đối với cơ sở hạ tầng do các sự kiện thiên tai gây ra. Nó ước tính xác suất hỏng hóc đối với các thành phần khác nhau của cơ sở hạ tầng điện, chẳng hạn như tháp, đường dây tải điện và trạm biến áp, đồng thời phân tích rủi ro liên quan và tác động của sự cố đối với độ tin cậy của hệ thống. Nó cũng hỗ trợ các hoạt động khôi phục trong thời gian thực bằng cách cung cấp đánh giá của chuyên gia để xác định nguồn điện thay thế cho các phụ tải sử dụng cuối cùng quan trọng.
"Về phần độ tin cậy của hệ thống, chúng tôi đã có một công cụ cho việc đó. Nó được gọi là DCAT, công cụ Phân tích Dự phòng Động", Jeff Dagle, Kỹ sư Điện trưởng tại PNNL cho biết. "Chúng tôi nhận ra lỗ hổng trong các công cụ của mình khi chúng tôi làm việc để xây dựng lại lưới điện sau ảnh hưởng của cơn bão Maria. Chúng tôi muốn thêm thông tin như 'đường dây điện nào sẽ đi xuống' để hiểu rõ hơn về sự mong manh của các tòa tháp và chúng tính nhạy cảm đối với các trạm biến áp và các thành phần riêng lẻ của hệ thống điện. EGRASS làm được điều đó. "
Nhóm đã thiết kế mô hình để hiểu hệ thống nào sẽ thất bại dựa trên các giả định nhất định về lực lượng bão. “Chúng tôi đã hiểu được tác động của thời tiết lên các thành phần của hệ thống điện để đưa vào phân tích lưới điện của chúng tôi,” Dagle nói thêm.
EGRASS giúp bảo vệ và phục hồi cơ sở hạ tầng hiện tại bằng cách trình bày mô hình thông minh để chuẩn bị tốt nhất cho các trận bão trong tương lai. Các kế hoạch trong tương lai bao gồm mở rộng khả năng áp dụng của nó cho các sự kiện khác, chẳng hạn như động đất và lũ lụt.
