AI skyddar elnätet mot obalans skapad av elbilar och förnybar energi
28.2.2024 14:15:52 CET | KTH | Pressmeddelande
Elektrifieringen av samhället sker i allt högre utsträckning med hjälp av föränderliga energikällor som sol och vind. För att förhindra strömavbrott har KTH-forskare utvecklat AI-algoritmer som ska reagera snabbt när nätets spänningsbalans är hotad.

När förnybara energikällor och elfordon kombineras med elnätet kan de destabilisera strömtillförseln och orsaka en rad problem, från bärbara datorer som inte fungerar till regionala strömavbrott. Det beror på att slumpmässiga variationer i tillgång och efterfrågan sätter press på nätets kapacitet att upprätthålla en stadig spänningsnivå.
– Det är denna påfrestning som en AI-lösning baserad på öppen källkod har utvecklats för att hantera, säger Qianwen Xu, forskare på avdelningen för Elkraftteknik vid KTH.
– Vindkraft och solstrålning är inte konsekventa energikällor från timme till timme, och efterfrågan på laddning av elbilar baseras på personliga behov och vanor. Det innebär en hög nivå av stokastik och osäkerhet. Integrationen av förnybar el och elfordon med elnätet kommer att leda till spänningsfluktuationer, avvikelser och till och med utmaningar när det kommer till elleveransen, säger Qianwen Xu.
De nya DRL-algoritmerna (deep reinforced learning) med öppen källkod är utformade för att lösa denna utmaning. Detta genom att leverera intelligens för kraftomvandlare djupt inne i nätet, där de optimerar storskalig samordning av energikällor på ett säkert sätt under snabba fluktuationer utan realtidskommunikation. DRL tillhandahåller en ny datasynkroniseringsstrategi för att hantera kommunikationsfördröjningar för datadrivna algoritmer.
– Centraliserad styrning är inte kostnadseffektivt eller snabbt under kontinuerliga fluktuationer av förnybar energi och elfordon. Vårt mål är en AI-baserad självkontroll för varje distribuerad energikälla som är sammankopplad med kraftomvandlare.
Forskarna demonstrerade detta i en verklig hårdvaruplattform för smarta mikronät på KTH. Programvarupaketet med öppen källkod publiceras i Github, och forskningsartikeln rapporteras i tidskriften IEEE Transactions on Sustainable Energy.
– Lösningens decentraliserade hantering skulle upprätthålla spänningsnivåerna inom vissa nödvändiga gränser. Utöver denna marginal riskerar spänningsfluktuationer att ha en skadlig effekt på den elektriska utrustningens prestanda och på nätets övergripande stabilitet. Vårt syfte är att förbättra kontrollstrategierna för kraftomvandlare genom att göra dem mer adaptiva och intelligenta för att stabilisera komplexa och föränderliga kraftnät, säger Qianwen Xu.
Detta arbete är en del av Digital Futures, ett KTH-baserat forskningscenter som utforskar och utvecklar digital teknik, tillsammans med forskare från University of California, Berkeley och Stockholms universitet.
Vetenskaplig publicering:
"Data Driven Decentralized Control of Inverter based Renewable Energy Sources using Safe Guaranteed Multi-Agent Deep Reinforcement Learning", IEEE Transactions on Sustainable Energy, DOI: 10.1109/TSTE.2023.3341632
För mer information kontakta:
Qianwen Xu, docent vid avdelningen för Elkraftteknik vid KTH, tel. 08-790 63 56, eller qianwenx@kth.se
Kontakter
Therese Elmgren
Tel:08-790 64 00press@kth.seBilder

KTH är Sveriges största och äldsta tekniska universitet. Forskning och utbildning omfattar såväl naturvetenskap som alla grenar inom teknik samt arkitektur, industriell ekonomi, samhällsplanering, historia och filosofi. På KTH finns studenter och forskare från hela världen.
KTH:s fem campus i Stockholmsregionen samlar över 13 000 heltidsstudenter, över 1 500 doktorander och 4 000 anställda. Mer om KTH: https://www.kth.se/om/fakta
Följ KTH
Abonnera på våra pressmeddelanden. Endast mejladress behövs och den används bara här. Du kan avanmäla dig när som helst.
Senaste pressmeddelandena från KTH
Ny teknik för att utvinna fosfor ur Östersjön kan minska Europas beroende av nödvändig gödselingrediens18.2.2026 13:09:59 CET | Pressmeddelande
Östersjön är ett av världens mest syrefattiga havsområden. Orsaken är de höga halterna av fosfor – ett livsnödvändigt grundämne och en viktig komponent i gödsel. Nu visar ny forskning ett sätt att potentiellt omvandla detta problem till en resurs som kan minska Europas beroende av fosfatbrytning och samtidigt förbättra Östersjöns ekosystem.
Kontorets design påverkar arbetsplatsklimatet och medarbetarnas känslomässiga hälsa12.2.2026 08:45:30 CET | Pressmeddelande
En studie från KTH och Stressforskningsinstitutet, SU har undersökt hur olika typer av kontorsmiljöer påverkar det psykosociala klimatet och den emotionella hälsan hos kontorsanställda. Studien visar att kontorsdesign påverkar relationer och arbetsklimat i hög grad.
KTH-forskning visar vägen till färre tågförseningar i snö och kyla11.2.2026 09:57:14 CET | Pressmeddelande
För pendlare i Sverige är det vanligt med förseningar och inställda tåg under vintern. Ofta är boven järnvägsväxlar som fryser fast eller täpps till med snö trots att de är uppvärmda. En ny studie från KTH visar på en kostnadseffektiv och hållbar lösning för att hålla växlarna i fungerade skick.
KTH-experiment – plastfri månad för barnfamilj5.2.2026 12:08:43 CET | Pressmeddelande
Kan man leva utan plast? I ett experiment lät KTH-forskare tömma en barnfamiljs hem på plast för att se hur ett plastfritt liv fungerar i praktiken.
Alternativ till bisfenol A klarar EU:s krav gällande toxicitet och hållbarhet5.12.2025 09:15:13 CET | Pressmeddelande
Forskare har i en tvärvetenskaplig studie identifierat giftfria och hållbara alternativ till bisfenol A (BPA). Dessa alternativ är möjliga framtida ersättare för BPA i flera olika konsumentprodukter, som exempelvis kläder, möbler och plastflaskor.
I vårt pressrum kan du läsa de senaste pressmeddelandena, få tillgång till pressmaterial och hitta kontaktinformation.
Besök vårt pressrum