Stabila elsystem för energiomställningen
Hur säkerställer vi att framtidens elsystem förblir stabila när allt fler elfordon, solcellsanläggningar och datacenter kopplas upp mot elnäten? Det är en fråga som står i centrum för Qianwen Xus forskning vid KTH. Nu har arbetet belönats med IEEE Power & Energy Society Outstanding Young Engineer Award 2026.
Energiomställningen förändrar i grunden hur elsystemet fungerar. Vindkraft, solkraft och elfordon kopplas i allt högre grad till elnätet via kraftelektroniska omriktare, vilket skapar nya dynamiker och utmaningar för stabilitet och styrning.
– Energiomställningen förändrar inte bara hur el produceras, utan också hur elsystemet fungerar. Vindkraft, solkraft och elfordon ansluts i allt större utsträckning till elnätet via kraftelektroniska omriktare. De är avgörande för omställningen till ett hållbart energisystem, men de skapar också helt nya utmaningar när det gäller stabilitet och reglering., säger Qianwen Xu.
När så kallade omriktarbaserade resurser, inverter-based resources (IBR), står för en allt större del av elproduktionen räcker det inte längre med traditionella metoder för att driva och styra elsystemet. Qianwen Xus forskning fokuserar på att utveckla modeller, stabilitetsanalyser och styrmetoder för mikronät och storskaliga elsystem med hög andel IBR, där garanterad stabilitet är en central utgångspunkt.
Utvecklat nya metoder
Qianwen Xu har utvecklat nya metoder för att modellera samspelet mellan omriktare och elnät samt för att identifiera stabilitetsgränser under föränderliga driftförhållanden. Forskningen kombinerar i allt högre grad fysikbaserade elsystemmodeller med artificiell intelligens för att fånga komplexa dynamiska förlopp utan att tappa kopplingen till de fysikaliska lagar som styr systemen.
Utifrån dessa modeller utvecklar Xu avancerade metoder för styrning och samordning av enskilda omriktare, mikronät och större IBR-dominerade elsystem. Arbetet omfattar även AI-baserade metoder som kombinerar lärande och optimering med tydliga krav på säkerhet och stabilitet.
För kritisk energiinfrastruktur är målet inte bara att förbättra prestandan utan också att säkerställa att systemen förblir säkra och stabila.
Behovet av sådana lösningar blir allt större i takt med att elektrifieringen ökar och nya stora elanvändare, däribland storskaliga datacenter, ansluts till elnäten.
Oavsett tillämpning eller skala kretsar forskningen kring samma grundläggande fråga: hur framtidens elsystem kan bli mer intelligenta och flexibla utan att kompromissa med stabiliteten.
– Ett hållbart elsystem måste också vara ett stabilt elsystem. Det ena kan inte existera utan det andra, säger Qianwen Xu.
Internationell utmärkelse
För sina bidrag inom avancerad reglerteknik samt stabilitet i mikronät och elsystem med hög andel omriktarbaserade resurser har Qianwen Xu tilldelats IEEE Power & Energy Society Outstanding Young Engineer Award 2026.
I prismotiveringen står det:
"For contributions to advanced control, stability of microgrids and high-IBR power systems."
Varje år delas priset ut till en ingenjör i världen, 35 år eller yngre, som har gjort framstående tekniska insatser och bidragit till utvecklingen av energi- och elkraftsområdet genom både forskning och ledarskap.