Effects of solar activity in power-distribution grids

• Název práce v češtině: Efekty sluneční aktivity v rozvodných sítích
• Název v anglickém jazyce: Effects of solar activity in power-distribution grids
• Klíčová slova: sluneční aktivita, rozvodná síť, geomagnetická aktivita
• Klíčová slova anglicky: solar activity, power grid, geomagnetic activity
• Akademický rok vypsání: 2017/2018
• Typ práce: diplomová práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Astronomický ústav UK (32-AUUK)
• Vedoucí / školitel: doc. Mgr. Michal Švanda, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 02.10.2017
• Datum zadání: 03.10.2017
• Datum potvrzení stud. oddělením: 10.10.2017
• Datum a čas obhajoby: 19.06.2019 09:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 07.05.2019
• Datum odevzdání tištěné podoby: 07.05.2019
• Datum proběhlé obhajoby: 19.06.2019
• Oponenti: RNDr. Pavel Hejda, CSc.

Zásady pro vypracování

Řešitel se seznámí s projevy sluneční aktivity na pozemské prostředí, provede rešerši literatury. V závislosti na výsledcích jednání se soukromým sektorem, zejména s provozovateli rozvodných sítí v České a Slovenské republice, provede analýzu provozních anomálií v souvislosti s úrovní sluneční aktivity. K tomu použije pokročilých statistických metod.

Dále pak bude řešitel modelovat geoelektrické pole z minutových měření pole geomagnetického, k čemuž využije údaje uložené v mezinárodní databázi Intermagnet. Tento model aplikuje na dlouhodobá měření a posoudí potenciální vliv na zařízení rozvodné sítě v obdobích zvýšené aktivity.

Seznam odborné literatury

* Schrijver & Mitchell, J. Space Weather Space Clim. 3 (2013) A19
* Zois, J, Space Weather Space Clim. 3 (2013) A32
* Schrijver a kol., Space Weather (2014) 12, 487–498

a další odborné články podle pokynů vedoucího práce

Předběžná náplň práce

Eruptivní události ve sluneční aktivitě mohou být spojeny s poruchami v zemském magnetickém poli, jež se označují termínem geomagnetická bouře. Během těchto bouří dochází mimo jiné k indukcím geomagnetických indukovaných proudů (GIC) ve vedení silové elektřiny, GIC pak pronikají do klíčových komponent rozvodné sítě (např. transformátorů) v nichž mohou způsobovat poruchy v krajních případech až destruktivní. Efekty zvýšené sluneční aktivity na rozvodné sítě jsou jednak demonstrovány při konkrétních událostech (např. kolaps rozvodné sítě Hydroquébec v březnu 1989), nebo vyšetřovány statisticky pro rozvodnou síť na určitém území po určitou dobu. Schrijver&Mitchell (2013) a Schrijver a kol. (2014) prokázali, že až 4 % poruch rozvodné sítě ve Spojených státech mohou být připsána na účet sluneční aktivity (to je v průměru 500 událostí ročně) s vyčíslením škod více než 100 miliard dolarů ročně. Přestože je obecně přijímáno, že sluneční činnost ovlivňuje rozvodné sítě především v oblastech dále od rovníku, Zois (2013) prokázal vliv sluneční aktivity v řecké rozvodné síti, tedy v oblasti daleko od magnetického pólu. Zde se zdá, že četnost poruch vysokonapěťových transformátorů je vůči cyklu sluneční aktivity fázově posunuta o čtyři až pět let, což autor vysvětluje jako vliv kumulativního poškozování GIC malé intenzity (šlo by tedy o dlouhodobý vliv), současně pak popisuje několik případů krátkodobého vlivu při studiu konkrétních poruch, k nimž došlo v podezřele krátké době po silné geomagnetické bouři.

Cílem této práce je jednak pokročilými statistickými metodami vyhodnotit souvislost závad v rozvodných sítích s úrovní sluneční aktivity. Druhým cílem je pak modelovat geoelektrické pole na území střední Evropy a studovat jeho výkyvy, zejména s ohledem na potenciální poruchy nebo změny provozních parametrů v zařízeních rozvodné sítě.