德克萨斯州最近发生的停电事件，使人们注意到其电网与国家其他地区分离的情况。虽然目前尚不清楚与国家电网其他部分的整合是否会完全消除滚动停电的需要，但该州无法进口大量电力是停电的决定性因素。







一个更大的电网有好处，但也有危险，西北大学(Northwestern University)的研究人员希望解决这个问题，加快整合和改进该系统。


在大型电网中，一个明显的挑战是故障会进一步传播——以德克萨斯州为例，跨越州线。另一个原因是，为了传输能量，所有的发电机都需要同步到一个共同的频率。美国由三个“独立”的电网提供电力:东部电网、西部电网和德克萨斯州电网，仅通过直流电力线相互连接。一个区域内频率的任何持续偏差都可能导致停电。


因此，研究人员正在寻找稳定电网的方法，以减轻发电机频率的偏差。


西北大学的新研究表明，与一些人所持的假设相反，电网中的异质性是有稳定性好处的。由美国西北大学物理学家阿迪尔森-莫特领导的一个团队最近研究了美国和欧洲的几个电网，报告说，当不同频率运行的发电机被 "断路器 "以不同于周围发电机的速度阻尼时，它们会更快地恢复到正常状态。


该论文3月5日发表在《十大正规网投平台》杂志上。


莫特是温伯格文理学院物理和天文学系的查尔斯-E-和艾玛-H-莫里森教授。他的研究重点是复杂系统和网络中的非线性现象。


莫特将电网比作合唱团："这有点像一个没有指挥的合唱团。发电机必须倾听其他发电机的声音，并同步说话。它们对彼此的频率作出反应和回应。"


听一个不正常的频率，结果可能是一个失败。考虑到系统的相互连接构成，故障可以通过网络传播。过去，这些故障都可以通过使用主动控制器来避免。然而，故障往往恰恰是由控制和设备错误引起的。这表明需要在系统设计中建立额外的稳定性。为了实现这一点，该团队研究了利用网格的自然异质性。


当发电机的频率远离同步状态时，它们可能会摇摆很长时间，甚至变得更加不稳定。为了减轻这种波动，他们发明了一种类似于关门机制的东西，用来最快地关门，但不会砰的一声关上。


Motter表示:“从数学上讲，发电机阻尼频率偏差的问题与最佳阻尼门以最快关闭的问题类似，在单门的情况下，已有已知的解决方案。”“但在这个类比中，这不是一扇门。它是一个由许多门相互连接的网络，如果你能把这些门想象成发电机的话。”


在创造“最佳阻尼”效果时，他们发现，与其让每个阻尼器完全相同，不如让每个发电机以适当不同的方式阻尼，这样可以进一步优化它们的能力，以尽可能快地同步到相同的频率。也就是说，通过网络适当的异质阻尼可以改善研究小组研究的电网的稳定性。


这一发现可能会对未来的网格设计产生影响，因为开发人员正在优化技术，并考虑进一步集成现在分离的网络。