研究人員已經(jīng)創(chuàng)建了一個來自現(xiàn)有全球電網(wǎng)系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)庫，這將有助于開發(fā)能夠滿足不斷變化的需求(例如向可再生能源發(fā)展)的新電力系統(tǒng)。

這項發(fā)表在《自然通訊》上的研究是朝著更協(xié)作的能源研究方法邁出的第一步。希望可以將可公開獲得的數(shù)據(jù)用于全世界，以設(shè)計和測試新能源概念，以應(yīng)對當(dāng)前和未來的挑戰(zhàn)。

在這項研究中，研究人員收集的電力 電網(wǎng)從三大洲17點的位置和覆蓋含有不同電廠和被連接，并且在同一頻率下操作的消費(fèi)者12同步區(qū)區(qū)域的數(shù)據(jù)。

該研究團(tuán)隊包括來自ForschungszentrumJülich，倫敦女王瑪麗大學(xué)，卡爾斯魯厄理工學(xué)院(KIT)，德累斯頓工業(yè)大學(xué)和伊斯坦布爾大學(xué)的科學(xué)家，他們對了解頻率變化特別感興趣，這些變化突顯了能源供需之間的平衡。

使用在KIT設(shè)計的新型測量設(shè)備，科學(xué)家只需將其連接到墻上插座，就可以精確捕獲各個同步區(qū)域之間的頻率差異。

研究人員使用他們的實驗記錄來測試有關(guān)同步區(qū)域大小如何影響其穩(wěn)定性的理論預(yù)測。他們發(fā)現(xiàn)，較小區(qū)域的頻率波動往往比較大區(qū)域的波動大。

瑪麗皇后學(xué)院數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院的瑪麗居里研究員，本研究的主要作者本杰明·謝弗博士說：“電網(wǎng)在所有歐洲國家/地區(qū)，其工作頻率約為50 Hz，并且在單個同步區(qū)域內(nèi)幾乎恒定。如果消耗量增加，則頻率會略有下降，而持續(xù)不斷的風(fēng)力爆發(fā)可能會增加頻率，因為會產(chǎn)生更多的風(fēng)力發(fā)電。頻率在參考值附近的波動告訴我們很多有關(guān)特定同步區(qū)域如何操作的信息，包括何時進(jìn)行交易，交易有多大，執(zhí)行多少控制等等。在這項研究中，我們確認(rèn)大小會影響頻率的穩(wěn)定性，并強(qiáng)調(diào)在設(shè)計和控制電網(wǎng)(包括微電網(wǎng))時需要考慮大小”

通過同時測量同步區(qū)域內(nèi)多個位置的頻率，研究人員還觀察到，雖然在幾分鐘或更長時間的較長時間尺度上，各個地方的頻率都是相同的，而在較短的幾秒鐘時間尺度上，卻觀察到了位置之間的實質(zhì)性差異。

“我們假設(shè)在同步區(qū)域內(nèi)，顧名思義，該頻率在每個地方都是相同的。但是，當(dāng)我們在歐洲連續(xù)性同步區(qū)域內(nèi)的多個位置進(jìn)行同時測量時，我們觀察到了在幾秒鐘的時間內(nèi)頻率之間的顯著差異。兩個位置之間的距離越遠(yuǎn)，它們完全同步所花費(fèi)的時間就越長。在我們的文章中，我們首次量化了這種效果，并測量了批量生產(chǎn)的時間。”

為減輕氣候變化而引入可再生能源正在迅速改變世界范圍內(nèi)的能源系統(tǒng)，尤其是電網(wǎng)。瑪麗皇后大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)教授克里斯蒂安·貝克教授說：“在全球范圍內(nèi)實施新的政策，技術(shù)和商業(yè)模式以滿足這些新要求的同時，對我們來說，從迄今為止已經(jīng)實施的系統(tǒng)中學(xué)習(xí)也很重要。” 。

“我們相信，這些公開發(fā)布的數(shù)據(jù)及其詳細(xì)的統(tǒng)計分析將為從事全球電網(wǎng)控制和設(shè)計工作的人們提供大量信息，為未來提供經(jīng)驗預(yù)測，并幫助我們更好地理解可持續(xù)能源系統(tǒng)的復(fù)雜動力。”