Lorsque l'ouragan Maria, une tempête de catégorie 4 avec des vents de 155 mph, a frappé directement Porto Rico en 2017, il a ravagé le réseau électrique de l'île et provoqué la plus longue panne d'électricité de l'histoire des États-Unis. Maria a laissé de nombreux habitants sans électricité pendant près d'un an.

À la suite de cette dévastation, le ministère de l'Énergie et son système de laboratoire national se sont associés à Porto Rico pour générer un réseau électrique plus résistant afin de garder les lumières allumées dans les communautés et de se protéger contre les pires conséquences des nouveaux ouragans.

Aujourd'hui, le laboratoire national du nord-ouest du Pacifique du DOE a fourni une solution pour un réseau électrique plus résilient avec le système d'évaluation et de résilience du réseau électrique (EGRASS), une plate-forme puissante qui aide à préparer et à renforcer les structures critiques à mesure que de nouvelles menaces sont identifiées.

"Il est très important pour Porto Rico de se préparer à cette saison et à la prochaine saison des ouragans", a déclaré Marcelo Elizondo, ingénieur en systèmes électriques. "Afin de résoudre ce problème, nous avons combiné notre expertise en modélisation de réseau, en architecture cloud et en intervention d'urgence pour aider à protéger les systèmes électriques actuels et futurs de Porto Rico", a ajouté Elizondo. "Nous avons validé notre modèle dans les rapports d'évaluation des dommages sur le site, ce qui nous a permis d'acquérir une capacité plus précise de prédiction des pannes de réseau."

Le développement de ce logiciel peut aider l'île à être mieux préparée avec des plans d'action et des matériaux appropriés face à de grosses tempêtes à l'avenir.

"Notre division Interagency Recovery Coordination du bureau de récupération FEMA de Porto Rico a travaillé sans relâche pour parvenir à l'accord interinstitutions qui a ouvert la voie à cette technologie innovante. Connaître les impacts potentiels d'une future tempête aidera les gouvernements locaux à prendre des décisions judicieuses lors de la préparation d'un post- scénario d'atterrissage », a déclaré le coordinateur fédéral de la récupération après sinistre de la FEMA à Porto Rico, José G. Baquero.

La Puerto Rico Energy Power Authority (PREPA), et l'opérateur et l'administrateur du système de transmission et de distribution à Porto Rico, LUMA Energy, utilisent maintenant EGRASS pour étudier et planifier les événements météorologiques extrêmes et les impacts potentiels sur le réseau, afin de mieux exposer les lacunes en matière de données et de connaissances dans le système et d'utiliser ces informations pour protéger les infrastructures critiques.

EGRASS aide les gestionnaires d'urgence à mieux caractériser les impacts des tempêtes en simulant les trajectoires historiques des tempêtes pour une variété d'estimations d'intensité de vent différentes. Ces exercices aident les responsables de LUMA Energy à planifier à l'avance la réparation des lignes de transmission, des sous-stations et d'autres composants à Porto Rico, en les protégeant des menaces météorologiques à venir.

PNNL participe à l'effort unifié du DOE pour reconstruire le réseau électrique de Porto Rico et l'aider à se préparer aux futurs ouragans. Le projet pluriannuel comprend des travaux complexes sur la modernisation du réseau et la planification pour l'avenir, y compris une transition vers 100 % d'énergies renouvelables d'ici 2050.

"Puerto Rico s'est engagé à passer à 100 % d'énergies renouvelables, nous sommes donc impatients d'aider à planifier cette transition de manière résiliente et fiable en tenant compte des impacts des ouragans sur le système lors de sa transition. Nous aimerions aider à identifier comment les énergies renouvelables et le stockage de l'énergie peuvent faire partie de la solution, en concevant leurs commandes de grille », note Marcelo Elizondo. Elizondo dirige l'équipe PNNL qui fournit la modélisation et l'analyse de la résilience du réseau sur ce projet.

Comment EGRASS aide à se préparer aux ouragans

EGRASS évalue l'impact sur l'infrastructure des catastrophes naturelles. Il estime la probabilité de défaillance de différents composants de l'infrastructure électrique, tels que les pylônes, les lignes de transmission et les sous-stations, et il analyse le risque associé et l'impact de leurs défaillances sur la fiabilité du système. Il facilite également les opérations de récupération en temps réel en fournissant un avis d'expert pour déterminer les sources d'alimentation alternatives pour les charges d'utilisation finale critiques.

"Pour la partie fiabilité du système, nous avions déjà un outil pour cela. Il s'appelle DCAT, l'outil d'analyse dynamique des contingences", a déclaré Jeff Dagle, ingénieur électricien en chef chez PNNL. "Nous avons reconnu une lacune dans nos outils alors que nous travaillions à reconstruire le réseau après les effets de l'ouragan Maria. Nous voulions ajouter des informations telles que" quelles lignes électriques tomberaient "pour mieux comprendre la fragilité des pylônes et leur sensibilité aux sous-stations et aux composants individuels du système électrique. EGRASS le fait."

L'équipe a conçu le modèle pour comprendre quels systèmes échoueraient sur la base de certaines hypothèses sur les forces des ouragans. "Nous avons acquis une compréhension de l'impact des conditions météorologiques sur les composants du système électrique pour alimenter notre analyse du réseau", a ajouté Dagle.

EGRASS aide à protéger et à récupérer l'infrastructure actuelle en présentant une modélisation intelligente pour mieux se préparer aux futurs ouragans. Les plans futurs incluent l'extension de son applicabilité à d'autres événements, tels que les tremblements de terre et les inondations. + Explorer plus loin

Glissements de terrain provoqués par l'ouragan Maria