AI & computing › Digital twins (mens & stad)
Amerikaanse universiteit bouwt digitale tweeling van het stroomnet
Onderzoekers van Stony Brook University ontwikkelen een virtuele kopie van lokale stroomnetten om orkanen, cyberaanvallen en pieken in laadvraag te simuleren zonder risico voor echte huishoudens. De 'Digital Twin Studio' moet netbeheerders helpen storingen te voorkomen in plaats van erop te reageren. Het project combineert drones, sensoren en kunstmatige intelligentie en moet eind 2026 operationeel zijn.
Een hevige storm, een cyberaanval of ineens honderden elektrische auto's die tegelijk opladen: het elektriciteitsnet krijgt steeds meer te verduren. Onderzoekers van Stony Brook University in de Amerikaanse staat New York willen daarom niet langer wachten tot het misgaat. Ze bouwen een digital twin van lokale stroomnetten: een gedetailleerde virtuele kopie waarin ze rampscenario's kunnen naspelen zonder dat er ook maar één lamp echt uitgaat.
Testen zonder risico
Het initiatief, de Digital Twin Studio, komt van het Center for Grid Innovation Development and Deployment (GrIDD), onderdeel van het Advanced Energy Research and Technology Center (AERTC) van de universiteit. De onderzoekers willen buurtnetten tot in detail nabouwen op de computer. Daarin kunnen ze extreem weer, stroomstoringen, defecte apparatuur en digitale aanvallen simuleren. Zo zien netbeheerders vooraf wat een probleem doet met het net, in plaats van pas achteraf te ontdekken waar het misging.
Voor het project is inmiddels bijna 550.000 dollar binnengehaald, met nog eens 300.000 dollar onderweg. Het team mikt op een werkende eerste versie van het platform in december 2026. Financiële steun komt onder meer van de universiteit zelf en van offshore-windpartners Sunrise Wind en Ørsted.
Drones, sensoren en kunstmatige intelligentie
De techniek achter de digitale tweeling is een combinatie van meerdere systemen. Drones met LiDAR-lasers maken driedimensionale kaarten van bomen en begroeiing rond stroomkabels, een belangrijke oorzaak van lokale stroomstoringen. Daarnaast gebruikt het team hardware-in-the-loop-simulatie: echte apparatuur wordt gekoppeld aan het virtuele model, zodat fysieke onderdelen worden getest onder digitaal opgewekte stress.
Via een samenwerking met sensorbedrijf IotaComm verzamelt het systeem real-time data van IoT-sensoren in en om gebouwen. Kunstmatige intelligentie analyseert die stroom aan informatie om risico's vroeg te signaleren en het net te optimaliseren. Dat maakt ook voorspellend onderhoud mogelijk: apparatuur laten vervangen vlak voordat die kapotgaat, in plaats van pas na een storing.
Volgens Abdelrahim Brown van AERTC en GrIDD brengt het platform onderzoek, onderwijs en de energiesector bij elkaar. Studenten kunnen ermee leren, onderzoekers kunnen het gebruiken en industriële partners helpen mee het verder te ontwikkelen.
Minder overbodige investeringen
Een belangrijk voordeel van de grid-modellering is dat energiebedrijven er geld mee kunnen besparen. Nu bouwen netbeheerders vaak extra zware, dure infrastructuur om ook het allerergste scenario aan te kunnen. Met een betrouwbare simulatie kunnen ze preciezer inschatten wat echt nodig is, en zo onnodige investeringen vermijden.
Het platform krijgt ook een opleidingsfunctie. Vanaf voorjaar 2027 verwerkt Stony Brook een module over digitale tweelingen in het workforce-programma CyberLearn, om een nieuwe generatie technici voor te bereiden op het beschermen van kritieke infrastructuur.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Digitale tweelingen van stroomnetten kunnen netbeheerders wereldwijd helpen om sneller in te spelen op klimaatverandering, cyberdreigingen en de groeiende vraag naar stroom door elektrische auto's en warmtepompen. Door problemen eerst virtueel te testen, kunnen storingen worden voorkomen in plaats van pas achteraf hersteld. Dat kan uiteindelijk leiden tot een stabieler en goedkoper elektriciteitsnet.
- Digital twin
- Een gedetailleerde virtuele kopie van een fysiek systeem, waarmee je scenario's kunt testen zonder risico voor de echte wereld.
- LiDAR
- Een laserscantechniek waarmee drones en voertuigen nauwkeurige 3D-kaarten maken van hun omgeving, bijvoorbeeld van bomen langs stroomleidingen.
- IoT-sensor
- Een klein, met internet verbonden meetinstrument dat continu data verzamelt over bijvoorbeeld stroomverbruik of temperatuur.
- Hardware-in-the-loop-simulatie
- Een testmethode waarbij echte, fysieke apparatuur wordt gekoppeld aan een computersimulatie, zodat je kunt zien hoe het apparaat reageert op virtueel opgewekte omstandigheden.
- Grid-modellering
- Het nabootsen van een elektriciteitsnet in een computermodel, om het gedrag ervan te voorspellen en te optimaliseren.
- Voorspellend onderhoud
- Een onderhoudsstrategie waarbij data en AI worden gebruikt om te voorspellen wanneer apparatuur dreigt uit te vallen, zodat je die op tijd kunt vervangen.
- CapEx
- Afkorting van capital expenditure: de investeringskosten die een bedrijf maakt in bijvoorbeeld nieuwe infrastructuur.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
