AI skyddar elnätet mot obalans skapad av elbilar och förnybar energi
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
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.
Ny molekylteknik skulle kunna ge billigare och effektivare vätgasproduktion3.12.2025 15:33:01 CET | Pressmeddelande
Nya framsteg inom vätgasproduktion kan bana väg för högre kapacitet och mer hållbar framställning av denna förnybara energikälla, enligt en ny studie från KTH.
Kalciumkänslig switch förbättrar effekten av cancerläkemedel24.11.2025 21:57:54 CET | Pressmeddelande
Antikroppsläkemedel mot cancer är konstruerade för att ta sig in i tumörceller och frigöra ett toxiskt ämne djupt inne i cellen. Men i praktiken når de ofta inte ända fram. En ny studie visar hur denna ”trojanska häst”-strategi kan göras mer effektiv genom att utnyttja skillnaderna i kalciumkoncentration utanför och inne i celler.
Behandling kan skydda för tidigt födda barn från hjärnskador – svensk studie visar lovande resultat11.11.2025 12:17:06 CET | Pressmeddelande
En behandling som kan skydda för tidigt födda barn från hjärnskador visar lovande resultat i en ny studie. En unik hjärnmodell, skapad med mänskliga celler, har gjort det möjligt för forskare att observera nya detaljer om hur hjärnblödningar påverkar stamceller i hjärnan vid för tidig födsel. Forskarna lyckades även testa ett motmedel som minskade skadorna.
Karta över hjärtat ger nya insikter om fosters utveckling och om hjärtfel29.10.2025 11:05:44 CET | Pressmeddelande
KTH-forskare har tagit fram en ritning över hur det mänskliga hjärtat byggs upp under fosterutvecklingen. Detta skulle kunna leda till nya behandlingar av hjärtfel som hål mellan kamrarna eller klaffmissbildningar.
I vårt pressrum kan du läsa de senaste pressmeddelandena, få tillgång till pressmaterial och hitta kontaktinformation.
Besök vårt pressrum