संयुक्त राज्य अमेरिका का खाड़ी तट अक्सर उष्णकटिबंधीय चक्रवातों (टीसी), तूफान और अन्य चरम मौसम की घटनाओं से प्रभावित होता है, जिससे व्यापक बिजली कटौती हो सकती है।जलवायु परिवर्तन और ग्लोबल वार्मिंग से इन घटनाओं के होने का खतरा बढ़ने की आशंका है, जो क्षेत्र में गतिविधियों को महत्वपूर्ण रूप से बाधित कर सकता है।

जर्मनी में पॉट्सडैम इंस्टीट्यूट फॉर क्लाइमेट इम्पैक्ट रिसर्च (पीआईके) और फ्राउनहोफर एससीएआई के शोधकर्ताओं ने हाल ही में टेक्सास पावर ग्रिड पर चरम मौसम की घटनाओं के प्रभाव की जांच करने के उद्देश्य से एक अध्ययन किया, ताकि उन लाइनों की पहचान की जा सके जिन्हें भविष्य में गंभीर आउटेज को रोकने के लिए मजबूत किया जाना चाहिए।.

उनका पेपर,प्रकाशितमेंप्रकृति ऊर्जा, टेक्सास राज्य में बिजली ग्रिड की लचीलापन बढ़ाने के उद्देश्य से क्षेत्र में स्थानीय सरकार और इंजीनियरों के प्रयासों का मार्गदर्शन कर सकता है।

शोध का समन्वय करने वाले लेखक मेहरनाज़ अनवारी ने टेक एक्सप्लोर को बताया, "हमारा पेपर पीआईके में किए गए प्रभाव मॉडलिंग और बुनियादी ढांचे के अनुसंधान के बीच एक अंतःविषय सहयोग है।""हाल के अध्ययनों और आंकड़ों से पता चला है कि चरम मौसम की घटनाओं के कारण बिजली कटौती में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। हमारा अध्ययन अत्यधिक हवा की घटनाओं पर केंद्रित है, जिसका महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता हैट्रांसमिशन लाइनेंऔर टावर्स।"

अत्यधिक तेज़ हवा वाले मौसम की घटनाओं से ट्रांसमिशन लाइनों को होने वाली क्षति अक्सर सिस्टम और बुनियादी ढांचे की विफलताओं का कारण बनती है, जिसके परिणामस्वरूप व्यापक ब्लैकआउट औरबिजली कटौती.चूंकि कुछ मौसमी घटनाएं, जैसे कि तूफान और गंभीर टीसी, कई घंटों और यहां तक ​​कि दिनों तक चल सकती हैं, उनके कारण होने वाली क्षति भविष्य के प्रतिकूल मौसम के प्रति उनकी लचीलापन को भी कम कर सकती है,

अनवरी ने बताया, "इन घटनाओं के दौरान, दसियों या यहां तक ​​कि सैकड़ों ट्रांसमिशन लाइनें और टावर क्षतिग्रस्त हो सकते हैं।""यह एन-1 या एन-2 सुरक्षा नियमों के विपरीत है जो पावर ग्रिड पर लागू होते हैं। इन नियमों के अनुसार, एक या अधिकतम दो घटकों के विफल होने के बाद भी पावर ग्रिड लचीला रहना चाहिए।"

विशेष रूप से, हर बार जब कोई ट्रांसमिशन लाइन विफल हो जाती है, तो पावर ग्रिड की टोपोलॉजी और गतिशीलता बदल जाती है।इसका मतलब यह है कि भविष्य की प्रतिकूल मौसम की घटनाओं और संबंधित क्षति के प्रति ग्रिड की प्रतिक्रिया पिछले नुकसान के इतिहास और इन नुकसान के बाद उन्होंने कैसे काम किया, इस पर निर्भर करेगी।

पेपर के सह-लेखक फ्रैंक हेलमैन ने कहा, "हमारे अध्ययन का प्राथमिक उद्देश्य उभरती तूफान की स्थिति और ग्रिड की आंशिक रूप से नष्ट हुई स्थिति के बीच अंतरसंबंध को समझना था।""इसके लिए हमें क्षति और कटौती की अस्थायी-स्थानिक संरचना का अध्ययन करने की आवश्यकता है, यह एक ऐसा विषय है जिस पर पहले से बहुत कम शोध हुआ है।"

अनवरी, हेलमैन और उनके सहयोगियों का हालिया पेपर जटिल सिस्टम अनुसंधान में निहित एक प्रमुख अंतर्ज्ञान पर आधारित है।यह अंतर्ज्ञान यह है कि यदि एक जटिल लेकिन मजबूत प्रणाली बाहरी तनावों के कारण विफल हो जाती है, तो यह आमतौर पर काफी अच्छी तरह से परिभाषित पैटर्न या विफलता मोड का पालन करते हुए ऐसा करती है।

"अगर हम विफलता के इन तरीकों की पहचान कर सकते हैं, तो हम ऐसी विनाशकारी विफलताओं को रोकने की उम्मीद कर सकते हैं," हेलमैन ने समझाया।"स्पष्ट रूप से, इसका मतलब उन लाइनों की पहचान करना है जो सिस्टम को चालू रखने के लिए महत्वपूर्ण हैं; या, इसे दूसरे तरीके से कहें तो, हम उन लाइनों की पहचान करते हैं जिनकी तूफान के दौरान विफलता बड़े पैमाने पर ब्लैकआउट को ट्रिगर करने की सबसे अधिक संभावना है।"

इस क्षेत्र में अन्य पिछले प्रयासों के विपरीत, शोधकर्ताओं का दृष्टिकोण न केवल उन लाइनों को विफल करता है जो पूरी तरह से कार्यात्मक सिस्टम में आउटेज को ट्रिगर करने की सबसे अधिक संभावना है, बल्कि उन मामलों में उनके प्रभाव की भी जांच करता है जहां पावर ग्रिड को पहले से ही व्यापक क्षति हुई है।इसने अंततः उन्हें ग्रिड की "रीढ़ की हड्डी" को बेहतर ढंग से निर्धारित करने की अनुमति दी, जो इसके लचीलेपन का समर्थन करती है।

अनवरी ने कहा, "एक बार महत्वपूर्ण लाइनों की पहचान हो जाने के बाद, हमें अत्यधिक हवा की घटनाओं के खिलाफ उनकी लचीलापन बढ़ाने पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए, उदाहरण के लिए ओवरहेड लाइनों को भूमिगत केबलों से बदलना।""हमारे अध्ययन में हम मानते हैं कि यह हवा से होने वाले नुकसान के खिलाफ 100% सुरक्षा सुनिश्चित करता है। हालांकि, यह विचार करना महत्वपूर्ण है कि भूमिगत केबल ट्रांसमिशन लाइनों की तुलना में काफी अधिक महंगे हैं, और लंबी दूरी के लिए लागत प्रभावी नहीं हो सकते हैं, ट्रांसमिशन टावरों को मजबूत करना संभव हो सकता हैएक व्यवहार्य विकल्प।"

टीम द्वारा रेखांकित एक और विचार यह है कि तूफान के साथ बाढ़ भी आ सकती है, जो भूमिगत केबलों को नुकसान पहुंचा सकती है।पावर ग्रिड की लचीलापन बढ़ाने की कोशिश करते समय इसे भी ध्यान में रखा जाना चाहिए।

अनवरी ने कहा, "हमारी सबसे उल्लेखनीय खोज यह है कि वास्तव में महत्वपूर्ण रेखाओं का एक छोटा सा सेट है, और इन्हें संरक्षित करने से प्रमुख ब्लैकआउट को नाटकीय रूप से कम किया जा सकता है, जो कि नहीं दिया गया था।""सैद्धांतिक रूप से हमारे मॉडलिंग दृष्टिकोण को ट्रांसमिशन ग्रिड ऑपरेटरों द्वारा अपने सिस्टम में सुदृढीकरण के लक्ष्यों की पहचान करने के लिए अपेक्षाकृत सीधे लागू किया जा सकता है।

"व्यवहार में, कोई तूफान के अन्य पहलुओं, जैसे बाढ़, से हुए नुकसान को कवर करने के लिए मॉडल का विस्तार करना चाहेगा। अंतर्निहित मॉडल में कई बदलाव संभव हैं और ऑपरेटरों की विशेषज्ञता और उनके सिस्टम के ज्ञान को शामिल करने की अनुमति मिल सकती है।"

शोधकर्ताओं की इस टीम का हालिया काम एक नया मॉडल पेश करता है जिसका उपयोग पावर ग्रिड में सभी महत्वपूर्ण लाइनों की पहचान करने के लिए किया जा सकता है, ताकि चरम मौसम के दौरान बड़े पैमाने पर आउटेज को रोकने के लिए उन्हें बढ़ाया जा सके।अपने दृष्टिकोण को प्रदर्शित करने के लिए, उन्होंने इसका उपयोग टेक्सास पावर ग्रिड में महत्वपूर्ण लाइनों की पहचान करने के लिए किया।

भविष्य में, ट्रांसमिशन ग्रिड के निर्माण और संवर्द्धन की योजना बनाने के लिए मॉडलिंग दृष्टिकोण का उपयोग किया जा सकता है, जिससे इंजीनियरों को विशिष्ट विफलता परिदृश्यों की पहचान करने और इन परिदृश्यों को रोकने के लिए रणनीति तैयार करने की अनुमति मिलेगी।महंगे हस्तक्षेपों और बुनियादी ढांचे के रखरखाव प्रक्रियाओं को लागू करने से पहले इन परिदृश्यों और रणनीतियों का सिमुलेशन में परीक्षण किया जा सकता है और गहराई से अध्ययन किया जा सकता है।

"अब हम अन्य के विश्लेषण को शामिल करने के लिए अपने शोध का विस्तार करने का इरादा रखते हैंचरम मौसमी घटनाएँहेलमैन ने कहा, "बाढ़ सहित, और उनके संभावित सहसंबंधों का पता लगाएं।" इसके अतिरिक्त, हम सक्रिय रूप से विफलताओं के प्रसार पर विचार कर रहे हैं।पावर ग्रिडअन्य परस्पर जुड़े क्षेत्रों, जैसे गैस आपूर्ति क्षेत्र, और इसके विपरीत।चूंकि ऐसे अध्ययन जटिल और समय लेने वाले होते हैं, हम एआई तरीकों की भी खोज कर रहे हैं जो सीधे भविष्यवाणी कर सकते हैं कि आगे के अध्ययन के लिए कमजोरियां कहां हो सकती हैं।"

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