W czasopiśmie „Nature Communications” 30 stycznia ukazał się artykuł, którego współautorami są naukowcy z Politechniki Łódzkiej: prof. Tomasz Kapitaniak i dr Patrycja Jaros. Dotyczy on metody dobierania parametrów sieci energetycznej, która pozwoli minimalizować szansę na blackout. Czasopismo „Nature Communications”, które ma wysoką rangę w międzynarodowym środowisku naukowym publikuje tylko te artykuły, które odnoszą się do badań wnoszących znaczący postęp i kluczowych w danej dziedzinie nauki.
Sieć energetyczna to zbiór połączeń pomiędzy producentami i konsumentami energii elektrycznej. Kwestią elementarną dla prawidłowego funkcjonowania takiej sieci jest stabilność stanu synchronizacji w układzie. Jak wyjaśniają naukowcy - desynchronizacja kilku, a nawet jednego elementu sieci, może prowadzić do niepożądanego zjawiska tzw. blackoutu. Ta nagła i poważna awaria systemu elektroenergetycznego powoduje dłuższą przerwę w dostawie energii, której skutkiem jest np. wygaśnięcie oświetlenia na znacznym obszarze. Sieć traci swoją stabilność na skutek perturbacji powstających przykładowo w wyniku złych warunków atmosferycznych.
Współcześnie stosuje się mechanizmy wymuszające synchronizację w sieci. Do tego problemu nawiązuje artykuł „Network-induced multistability through lossy coupling and exotic solitary states”, którego autorami są Frank Hellmann, Paul Schultz, Patrycja Jaros, Roman Levchenko, Tomasz Kapitaniak, Jürgen Kurths i Yuri Maistrenko.
Naukowcy z Politechniki Łódzkiej we współpracy ze specjalistami z Potsdam Institute for Climate Impact Research (Poczdamski Instytut Badań nad Wpływem Klimatu) oraz z Taras Shevchenko National University of Kyiv (Uniwersytet Narodowy im. Tarasa Szewczenko w Kijowie) pokazali, że możliwe jest inne podejście do zagadnienia.
- Korzystając z narzędzi dynamiki nieliniowej znaleźliśmy sposób na dobranie jak najkorzystniejszych, pod kątem stabilności, parametrów sieci. Raz ustalone powinny minimalizować niebezpieczeństwo blackoutu. Co stanie się gdy sieć została zaburzona? Ponieważ z dużym prawdopodobieństwem nie istnieje inny stan, w którym sieć mogłaby się znaleźć, powróci ona do stanu synchronizacji. Do znalezienia odpowiednich parametrów - głównie tzw. rezystancji połączeń - użyliśmy metody stabilności pojedynczego węzła, która dobrze sprawdza się dla zaburzeń lokalnych - wyjaśnia dr Patrycja Jaros.
Badania przeprowadzone zostały na dwóch modelach: na skandynawskiej sieci energetycznej oraz na teoretycznym układzie kołowym (naprzemiennie rozłożeni konsumenci i producenci prądu). Dla obydwu modeli otrzymano te same wyniki jakościowe.
