Исследователи из Sandia National Laboratories разработали новую программную платформу – Distributed Energy Resource Management System (DERMS), которая использует искусственный интеллект для стабилизации напряжения в распределительных электросетях. Разработка призвана решить проблему нестабильности, вызванную стремительным ростом числа дата-центров, особенно тех, что обслуживают AI-нагрузки.
Расширение инфраструктуры искусственного интеллекта создаёт всё большую нагрузку на локальные электросети. Резкие скачки потребления энергии приводят к нестабильности напряжения, с которой стандартное механическое оборудование не справляется – оно реагирует слишком медленно. Внезапное падение напряжения может вывести из строя чувствительное оборудование дата-центров или привести к отключению военной инфраструктуры.
«Способы генерации электроэнергии и нагрузки на сеть меняются, но основа сети, соединяющая всё это, остаётся прежней, – отметил инженер Sandia Рашид Дарбали-Самора. – Нам нужно больше контроля, чтобы интегрировать всё в сеть более надёжно. Ключевая цель – удерживать напряжение в рабочих пределах по мере изменения условий каждую секунду».
Вместо механических модернизаций – таких как батареи конденсаторов, которые медленно включаются и выключаются, – DERMS использует «умные» инверторы, уже встроенные в существующие солнечные панели и аккумуляторные системы. Платформа прогнозирует изменения мощности и координирует тысячи подключённых к сети устройств одновременно, обеспечивая непрерывную поддержку напряжения в реальном времени.
Перед полевыми испытаниями исследователи провели тестирование с использованием метода Power Hardware-in-the-Loop (PHIL), который соединяет реальное физическое оборудование (инверторы и батареи) с цифровым симулятором сети. Это позволило оценить, как система справляется с быстрыми изменениями напряжения и сбоями, включая задержки связи.
«Эти эксперименты были критически важны, – сказал исследователь Sandia Джон Берг. – Они позволили оценить, как система ведёт себя с реальным оборудованием, а не только с моделями. Это даёт нам и нашим партнёрам уверенность в том, что технология готова к реальному развёртыванию».
После успешной лабораторной валидации команда провела полевые испытания на двух объектах в Лаббоке, штат Техас: ветроэнергетическом объекте SWiFT и микросети GLEAMM Техасского технологического университета, включающей действующий дата-центр. Платформа DERMS была напрямую подключена к работающему оборудованию. Тесты показали, что AI-контроллеры успешно снижали напряжение с уровня, превышавшего нормальный на 5%, обратно к целевому значению.
«Эти демонстрации доказывают, что ИИ может реально улучшить работу микросетей и распределённых ресурсов, – отметил исследователь Мигель Хименес-Апарисио. – Данные с полевых испытаний подтверждают то, что мы наблюдали в лаборатории. Эта технология может принести реальную пользу коммунальным службам, сообществам и критической инфраструктуре».
Особую важность технология имеет для национальной безопасности: она обеспечивает качество электропитания для чувствительных нагрузок и позволяет критической оборонной инфраструктуре автономно противостоять сбоям в сети или целенаправленным атакам в реальном времени.
