Un nuevo método puede ayudar a evitar cortes de energía por motivos de seguridad pública durante condiciones climáticas propensas a incendios.

En condiciones secas y ventosas, desviar los flujos de energía a través de partes vulnerables de la red puede disminuir la probabilidad de incendios forestales.encendido, según un nuevo estudio dirigido por investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley que incluye contribuciones de un investigador de la Universidad de Michigan.

ElLa extensión de las áreas en los Estados Unidos quemadas por incendios forestales ha aumentado.cada año desde la década de 1980 y esa tendencia sólo continuaráen condiciones más cálidas y secas.

Muchos incendios forestales son provocados por la actividad humana y, en ocasiones, los sistemas de energía tienen fallas.Durante el tiempo seco y ventoso, los grandes flujos de energía que viajan a través de líneas aéreas pueden provocar chispas que provocan incendios.A su vez, los incendios forestales pueden causar estragos en los sistemas eléctricos.Entre 2000 y 2016, CaliforniaLos incendios forestales causaron daños por 700 millones de dólaresa los sistemas de transmisión y distribución.

En 2019, algunas empresas de servicios públicos de California comenzaron a implementar "cortes de energía por seguridad pública" en áreas específicas para reducir el riesgo de incendios causados ​​por la infraestructura eléctrica.

"Los residentes de California tuvieron que elegir entre electricidad y vivir sin incendios forestales", dijo Ruiwei Jiang, profesor asociado de ingeniería industrial y de operaciones en la UM y coautor del artículo."En una época en la que nuestro trabajo, juego e incluso transporte dependen de la electricidad, esta es una compensación enormemente perturbadora para los residentes".

Los esfuerzos anteriores para resolver este problema se han centrado en optimizar las áreas seleccionadas de la red que se desenergizarán en un esquema de corte de energía.

"Las condiciones climáticas adversas que pueden provocar incendios forestales podrían volverse más frecuentes y los cortes completos no deberían ser la única alternativa para hacerles frente", dijo Alexandre Moreira, científico investigador del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y autor principal del estudio..

"Nuestra metodología pretende mejorar la toma de decisiones ensistemas de energíaoperaciones para ayudar a las empresas de servicios públicos a seguir sirviendo a los clientes y al mismo tiempo reducir el riesgo de incendios forestales".

El estudio, recientementepublicadoenTransacciones IEEE sobre sistemas de energía, propone un nuevo modelo de optimización capaz de determinar cambios en la topología de la red (o cambios en la ruta del flujo de electricidad) para reducir el nivel de flujos de energía a través de áreas vulnerables de la red y disminuir la probabilidad de que se produzcan incendios forestales.

El modelo utiliza un marco de incertidumbre dependiente de decisiones, donde ciertas elecciones pueden hacer que los resultados sean más o menos probables.En este caso, el modelo de optimización evalúa cómo diversas decisiones de operación del sistema eléctrico influyen en la probabilidad de falla de la línea eléctrica debido a una posible ignición de incendio forestal.

Los resultados demuestran que al disminuir el flujo de energía a través de áreas donde es más probable que se produzcan incendios forestales, los operadores de sistemas de energía pueden reducir el riesgo de fallas en las líneas mientras continúan suministrando electricidad.

En el futuro, las empresas de servicios públicos podrían aplicar estos resultados (por ejemplo, cambiando la topología de las redes de distribución) antes de una temporada de clima seco y ventoso.

"Realizar estos cambios mínimos en la infraestructura de energía eléctrica existente puede reducir en gran medida el riesgo de ignición de incendios forestales y evitar daños costosos", afirmó Jiang.

Las investigaciones futuras para identificar dónde son más necesarias las actualizaciones de los segmentos de línea con dispositivos de conmutación pueden mejorar la flexibilidad de las operaciones del sistema eléctrico, ayudando a hacer frente a incendios forestales más frecuentes y generalizados.

Más información:Alexandre Moreira et al, Operación del sistema de distribución en medio de condiciones climáticas propensas a incendios forestales bajo incertidumbre sobre la disponibilidad de la línea dependiente de la decisión,Transacciones IEEE sobre sistemas de energía(2024).DOI: 10.1109/TPWRS.2024.3353593