科学家发布开放资源以帮助设计更绿色的能源系统

研究人员已经创建了一个来自现有全球电网系统的测量数据库，这将有助于开发能够满足不断变化的需求(例如向可再生能源发展)的新电力系统。

这项发表在《自然通讯》上的研究是朝着更协作的能源研究方法迈出的第一步。希望可以将可公开获得的数据用于全世界，以设计和测试新能源概念，以应对当前和未来的挑战。

在这项研究中，研究人员收集的电力 电网从三大洲17点的位置和覆盖含有不同电厂和被连接，并且在同一频率下操作的消费者12同步区区域的数据。

该研究团队包括来自ForschungszentrumJülich，伦敦女王玛丽大学，卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)，德累斯顿工业大学和伊斯坦布尔大学的科学家，他们对了解频率变化特别感兴趣，这些变化突显了能源供需之间的平衡。

使用在KIT设计的新型测量设备，科学家只需将其连接到墙上插座，就可以精确捕获各个同步区域之间的频率差异。

研究人员使用他们的实验记录来测试有关同步区域大小如何影响其稳定性的理论预测。他们发现，较小区域的频率波动往往比较大区域的波动大。

玛丽皇后学院数学科学学院的玛丽居里研究员，本研究的主要作者本杰明·谢弗博士说：“电网在所有欧洲国家/地区，其工作频率约为50 Hz，并且在单个同步区域内几乎恒定。如果消耗量增加，则频率会略有下降，而持续不断的风力爆发可能会增加频率，因为会产生更多的风力发电。频率在参考值附近的波动告诉我们很多有关特定同步区域如何操作的信息，包括何时进行交易，交易有多大，执行多少控制等等。在这项研究中，我们确认大小会影响频率的稳定性，并强调在设计和控制电网(包括微电网)时需要考虑大小”

通过同时测量同步区域内多个位置的频率，研究人员还观察到，虽然在几分钟或更长时间的较长时间尺度上，各个地方的频率都是相同的，而在较短的几秒钟时间尺度上，却观察到了位置之间的实质性差异。

“我们假设在同步区域内，顾名思义，该频率在每个地方都是相同的。但是，当我们在欧洲连续性同步区域内的多个位置进行同时测量时，我们观察到了在几秒钟的时间内频率之间的显着差异。两个位置之间的距离越远，它们完全同步所花费的时间就越长。在我们的文章中，我们首次量化了这种效果，并测量了批量生产的时间。”

为减轻气候变化而引入可再生能源正在迅速改变世界范围内的能源系统，尤其是电网。玛丽皇后大学应用数学教授克里斯蒂安·贝克教授说：“在全球范围内实施新的政策，技术和商业模式以满足这些新要求的同时，对我们来说，从迄今为止已经实施的系统中学习也很重要。” 。

“我们相信，这些公开发布的数据及其详细的统计分析将为从事全球电网控制和设计工作的人们提供大量信息，为未来提供经验预测，并帮助我们更好地理解可持续能源系统的复杂动力。”

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