# Risikoanalyse von Carrington-Ereignissen mit PowerModelsGMDjl > [! hinweis]- > Der Inhalt dieser Seite ist durch Audio/Video-Transkribtion und Text-Transformation aus dem Inhalt und Links dieser Quelle generiert. Quelle: [https://fosdem.org/2025/schedule/event/fosdem-2025-4714-assessing-and-mitigating-the-risk-of-carrington-type-events-with-powermodelsgmd-jl/](https://fosdem.org/2025/schedule/event/fosdem-2025-4714-assessing-and-mitigating-the-risk-of-carrington-type-events-with-powermodelsgmd-jl/) <video src="https://video.fosdem.org/2025/h2214/fosdem-2025-4714-assessing-and-mitigating-the-risk-of-carrington-type-events-with-powermodelsgmd-jl.av1.webm" controls></video> ## Zusammenfassung & Highlights: Diese Session befasst sich mit den Risiken geomagnetischer Störungen für die Energieversorgung und stellt das Open-Source-Tool PowerModelsGMD.jl vor, das in der Lage ist, solche Risiken zu analysieren und zu mindern. **Einführung in geomagnetische Störungen** Geomagnetische Störungen entstehen durch Weltraumwetteraktivitäten und können das elektrische Stromnetz erheblich beeinträchtigen. Diese Ereignisse sind selten, was die Datengrundlage für Analysen einschränkt. **PowerModelsGMD.jl: Ein Open-Source-Tool** PowerModelsGMD.jl ist eine Julia-Toolbox, die innerhalb des PowerModels.jl-Ökosystems entwickelt wurde, um geomagnetische Störungen zu analysieren und deren Auswirkungen zu mindern. **Technische Details und Herausforderungen** Das Tool bietet verschiedene Analyse- und Optimierungsverfahren an, die auf den spezifischen Anforderungen von geomagnetischen Störungen basieren. Es gibt jedoch noch offene Forschungsfragen, die es zu klären gilt. **Bedeutung für die Energieversorgungssicherheit** Die Session verdeutlicht die potenziellen Risiken für die Energieversorgung und die Notwendigkeit, Systeme gegen geomagnetische Störungen zu schützen. ## Bedeutung für eine öko-soziale Transformation Geomagnetische Störungen stellen eine Bedrohung für die Energieversorgungssicherheit dar, was für eine ökosoziale Transformation von großer Bedeutung ist. Nachhaltige und widerstandsfähige Energiesysteme sind essenziell, um die Auswirkungen solcher Ereignisse zu minimieren. PowerModelsGMD.jl bietet Eco-Social Designern ein Werkzeug, um diese Risiken zu analysieren und geeignete Gegenmaßnahmen zu entwickeln. Herausforderungen bestehen in der begrenzten Datenverfügbarkeit und der Notwendigkeit internationaler Zusammenarbeit, um Standards und Verfahren zu entwickeln, die die Resilienz von Energiesystemen weltweit erhöhen. ## Slides: | | | | --- | --- | | ![[FOSDEM 2025/assets/Assessing-and-Mitigating-the-Risk-of-CarringtonTyp/preview_001.jpg\|300]] | Diese Folie stellt die Session 'Assessing and Mitigating the Risk of Carrington-Type Events with PowerModelsGMD.jl' vor, die auf der FOSDEM 2025 von Arthur K. Barnes und Jose E. Tabarez präsentiert wird. Die Session ist für den öffentlichen Gebrauch freigegeben und zielt darauf ab, die Risiken geomagnetischer Störungen für die Energieversorgung zu analysieren und zu mindern. | ![[FOSDEM 2025/assets/Assessing-and-Mitigating-the-Risk-of-CarringtonTyp/preview_002.jpg\|300]] | Die Folie motiviert die Untersuchung geomagnetischer Störungen (GMDs), die durch solare Ereignisse verursacht werden und die Energieversorgung gefährden können. Solche Störungen können zu Stromausfällen oder zur Zerstörung von Netzkomponenten führen. Die Folie stellt die Frage, ob die Zivilisation dadurch zusammenbrechen könnte und ob es notwendig ist, Elektronik in Faraday-Kästen aufzubewahren. | ![[FOSDEM 2025/assets/Assessing-and-Mitigating-the-Risk-of-CarringtonTyp/preview_003.jpg\|300]] | Diese Folie erklärt, wie geomagnetische Störungen (GMDs) funktionieren. Eine koronale Massenauswurf (CME) führt zu einem Fluss geladener Teilchen über der Erdoberfläche, was ein sich änderndes Magnetfeld erzeugt. Dieses Magnetfeld induziert ein niederfrequentes elektrisches Feld, das in die elektrischen Übertragungsleitungen einkoppelt und geomagnetisch induzierte Ströme (GIC) erzeugt. | ![[FOSDEM 2025/assets/Assessing-and-Mitigating-the-Risk-of-CarringtonTyp/preview_004.jpg\|300]] | Die Folie zeigt, wie sich die elektrischen Felder bei geomagnetischen Störungen darstellen. Die Variation des Magnetfelds an der Erdoberfläche hat signifikanten Inhalt von 10−5 bis 1 Hz. Die Erde verhält sich wie eine Hochpass-Übertragungsfunktion zwischen Magnet- und elektrischen Feldern, wobei die Frequenzinhalte im elektrischen Feld deutlich unter den elektrischen Zeitkonstanten eines Stromübertragungssystems liegen. | ![[FOSDEM 2025/assets/Assessing-and-Mitigating-the-Risk-of-CarringtonTyp/preview_005.jpg\|300]] | Diese Folie beschreibt, wie geomagnetische Störungen (GMDs) elektrische Energiesysteme beeinflussen. Große Leistungstransformatoren arbeiten an der Grenze der Sättigung, und quasi-Gleichströme können sie in die Halbwellen-Sättigung treiben. Dies führt zu einer Erhöhung des Blindleistungsbedarfs und kann die Netzstabilität beeinträchtigen. | ![[FOSDEM 2025/assets/Assessing-and-Mitigating-the-Risk-of-CarringtonTyp/preview_006.jpg\|300]] | Die Folie beschreibt die Rolle der Computertechnik in Energiesystemen. Software wie SPICE ist nicht geeignet für die Analyse von Mehrleiter-Energiesystemen. Es gibt verschiedene Solver-Typen wie Transienten-, stationäre und dynamische Solver, die für Probleme wie Lastfluss, optimale Leistungsflüsse und Netzschaltungen verwendet werden. | ![[FOSDEM 2025/assets/Assessing-and-Mitigating-the-Risk-of-CarringtonTyp/preview_007.jpg\|300]] | Diese Folie zeigt den Workflow zur Analyse und Minderung von geomagnetischen Störungen (GMDs). Der Prozess umfasst die Erstellung eines DC-Netzwerks, die Berechnung der induzierten Spannungen entlang der Übertragungsleitungen und die Berechnung der transformatorischen Blindleistungsverluste. Anschließend wird das AC-Leistungsflussproblem gelöst und gegebenenfalls Minderungsmaßnahmen ergriffen. | ![[FOSDEM 2025/assets/Assessing-and-Mitigating-the-Risk-of-CarringtonTyp/preview_008.jpg\|300]] | Die Folie erklärt die AC- und DC-Darstellung für die GMD-Analyse. Konventionelle Energiesystemprobleme können mit einer positiv-sequenziellen Darstellung gelöst werden, während die Modellierung von GICs eine mehrschichtige Netzwerkanalyse erfordert, da die Physik der GICs sich von der des AC-Leistungsflusses unterscheidet. | ![[FOSDEM 2025/assets/Assessing-and-Mitigating-the-Risk-of-CarringtonTyp/preview_009.jpg\|300]] | Diese Folie behandelt die Verwendung von Transformator-Neutralblockern als Maßnahme zur Minderung von geomagnetisch induzierten Strömen (GICs). Obwohl Neutralblocker die Stromtragfähigkeit des Netzes nicht reduzieren, garantieren sie nicht, dass GICs vollständig eliminiert werden. Eine vollständige Reduzierung erfordert den Einsatz von Serienkondensatoren. | ![[FOSDEM 2025/assets/Assessing-and-Mitigating-the-Risk-of-CarringtonTyp/preview_010.jpg\|300]] | Die Folie beschreibt die Analyse- und Minderungskapazitäten von PowerModelsGMD.jl. Das Tool unterstützt verschiedene Formulierungen und Solver, darunter das JuMP-Interface und Matrix-Solver, um schnelle Ergebnisse zu erzielen. Es ermöglicht die Analyse von GICs und deren Auswirkungen auf AC-Leistungsflüsse. | ![[FOSDEM 2025/assets/Assessing-and-Mitigating-the-Risk-of-CarringtonTyp/preview_011.jpg\|300]] | Diese Folie beschreibt das Datenmodell von PowerModelsGMD.jl. Es umfasst sowohl AC- als auch DC-Komponenten, darunter Transformator-Neutralblocker, Busse, Leitungen und Generatoren. Die Darstellung der GIC-Komponenten erfolgt in einem quasi-DC-Modell. | ![[FOSDEM 2025/assets/Assessing-and-Mitigating-the-Risk-of-CarringtonTyp/preview_012.jpg\|300]] | Die Folie erklärt die Datenanforderungen von PowerModelsGMD.jl. Das erweiterte MatPower-Format enthält Tabellen für AC-Netzwerkkomponenten sowie zusätzliche Tabellen für das DC-Netzwerk. Die Daten werden in einem CSV-ähnlichen Format erfasst, das von PSS/E entwickelt wurde. | ![[FOSDEM 2025/assets/Assessing-and-Mitigating-the-Risk-of-CarringtonTyp/preview_013.jpg\|300]] | Diese Folie erklärt die Eingabedaten für GIC-Analysen. Das Format umfasst Informationen zu Umspannwerken, Bus-Umspannwerk-Zuordnungen und Transformator-Wicklungskonfigurationen. Diese Daten werden zur Berechnung von GICs und zur Erstellung von Gleichstromäquivalenten verwendet. | ![[FOSDEM 2025/assets/Assessing-and-Mitigating-the-Risk-of-CarringtonTyp/preview_014.jpg\|300]] | Die Folie präsentiert eine Analyse mit dem ACTIVSg500-Fall. Es wird ein 10 V/km Ost-West-Feld angenommen, und das Screening-Kriterium prüft, wie viele Transformatoren Neutralströme über 100 A aufweisen. Die Analyse zeigt, dass weniger als 10% der Transformatoren betroffen sind. | ![[FOSDEM 2025/assets/Assessing-and-Mitigating-the-Risk-of-CarringtonTyp/preview_015.jpg\|300]] | Diese Folie zeigt die Ergebnisse der Analyse. Von insgesamt 131 Transformatoren weisen 13 Neutralströme über 100 A auf. Dies entspricht anderen Studien, bei denen weniger als 10% der Transformatoren betroffen sind. | ![[FOSDEM 2025/assets/Assessing-and-Mitigating-the-Risk-of-CarringtonTyp/preview_016.jpg\|300]] | Diese Folie gibt Referenzen zu Studien und Veröffentlichungen, die sich mit den Auswirkungen geomagnetischer Störungen auf Energiesysteme befassen. Sie enthält Zitate aus IEEE Power and Energy Magazine und anderen wissenschaftlichen Artikeln. | ![[FOSDEM 2025/assets/Assessing-and-Mitigating-the-Risk-of-CarringtonTyp/preview_017.jpg\|300]] | Diese Folie bietet Raum für Fragen und verweist auf das GitHub-Repository von PowerModelsGMD.jl für weitere Informationen und Zugang zum Quellcode. ## Links [Slides](https://fosdem.org/2025/events/attachments/fosdem-2025-4714-assessing-and-mitigating-the-risk-of-carrington-type-events-with-powermodelsgmd-jl/slides/238778/FOSDEM-20_LQStkx7.pdf) [Video recording (AV1/WebM)](https://video.fosdem.org/2025/h2214/fosdem-2025-4714-assessing-and-mitigating-the-risk-of-carrington-type-events-with-powermodelsgmd-jl.av1.webm) [Video recording (MP4)](https://video.fosdem.org/2025/h2214/fosdem-2025-4714-assessing-and-mitigating-the-risk-of-carrington-type-events-with-powermodelsgmd-jl.av1.mp4) [Video recording subtitle file (VTT)](https://video.fosdem.org/2025/h2214/fosdem-2025-4714-assessing-and-mitigating-the-risk-of-carrington-type-events-with-powermodelsgmd-jl.vtt) [Chat room(web)](https://fosdem.org/2025/chat/h2214) [Chat room(app)](https://fosdem.org/2025/chat/h2214/app)