几个脆弱的斑块在北美电网负责大部分的大陆最大的停电,一项新的研究发现。这些见解可能导致使电网更加健壮的方法,研究人员说。
电源故障有时只有温和的和当地的效果相当,但其他时候类似的初始故障级联跨电网造成重大的失败。理解这些级联的原因是富有挑战性的,因为电网条件可以通过使用峰值差异很大,电力需求水平、季节等因素。
阐明如何失败的级联触发,美国伊利诺斯州埃文斯顿西北大学的科学家们。分析了美国联邦能源监管委员会数据对美国-加拿大电网,超过100000的输电线路。使用信息跨越2008年至2013年,他们开发了一个模型的行为,这些线路在电气网络在北美。
研究小组的模拟显示,在整个网络中,只有10.8%的输电线路都容易受到这种“主要失败”可能引发级联。他们还发现,85%的主要故障发生在大约20%的这些链接,完全由约2.16%的所有链接。这些更脆弱的组件通常是地理上相互附近聚集,通常是附近人口密集的地区。
“在北美电网,设置的电线容易失败被发现代表整个网络的惊人的一小部分,”研究的合著者隆Nishikawa表示应用数学家在西北。
他们的研究结果还表明,电力故障不能传播基本上没有绑定。他们模拟发现,虽然物理底层电源故障的传播不限制失败能跳多远在单个步骤中,他们通常保持接近他们起源的地方。“电网非常健壮的传播失败——也许意外强劲,当我们考虑所有涉及的复杂性,“Nishikawa表示。
这些结果“表明,个别网络组件的脆弱性应考虑优先电力线路升级,“Nishikawa表示。“选择电线升级基于过去的模式或模拟故障可能具有成本效益的方式来减轻未来的级联。实际上这种策略是如何工作在实际电网需要看到的,但我们的研究表明,这种类型的failure-based资源分配是一种很有前途的方法。”
了解失败可能会级联电网可能可以解释类似的现象在其他网络,“如交通网络、供应链和食物网,“Nishikawa表示。
科学家们详细他们的发现在11月17日出版的《华尔街日报》科学。
