Computersystem warnt vor Blackouts durch Gewitter

Smarter Algorithmus aus Finnland teilt aufziehende Unwetter in unterschiedliche Gefährdungsstufen ein. [...]

Wissenschaftler des Finnish Meteorological Institute (FMI) und der Aalto University in Helsinki haben ein Computersystem entwickelt, mit dem sich vorhersagen lässt, ob ein Gewitter so heftig wird, dass es das Stromnetz lahmlegen könnte. Um etwa Versorger rechtzeitig vor einem „Blackout“ zu warnen, greifen die Forscher auf maschinelles Lernen zurück, bei dem aufziehende Unwetter von einem speziellen Algorithmus in unterschiedliche Gefährdungsstufen eingeteilt werden. Tests verliefen erfolgreich.

Wichtig für Energiefirmen

„Gewitter sind im Sommer überall auf der Welt weitverbreitet. Blitze, Regen und starke Winde können Stromnetze beschädigen und Blackouts auslösen“, erklärt Roope Tervo, Software-Architekt am FMI und Teil der Forschungsgruppe um Alex Jung an der Aalto University. Im Grunde sei es recht einfach zu sehen, wann sich ein Unwetter anbahnt. „Die Betreiber der Stromnetze wollen aber auch in der Lage sein, vorhersagen zu können, welche davon das Potenzial haben, ihre Infrastruktur zu zerstören“, betont der Experte.

Maschinelles Lernen sei ein ideales Tool, um genau diese Prognose zu ermöglichen. „Was Gewitter angeht, gibt es eine ganze Reihe von Faktoren, mit denen sich abschätzen lässt, wie viel Schaden zu befürchten ist“, erläutert Tervo. Etwa ihre flächenmäßige Ausdehnung, die gemessenen Windgeschwindigkeiten, Temperaturen oder der Luftdruck. „Indem wir insgesamt 16 solcher Indikatoren definiert haben, ist es uns gelungen, dem Computer beizubringen, zu erkennen, wann tatsächlich ein Blackout bevorsteht“, so der FMI-Forscher.

Training mit Konzerndaten

Damit der Computer eine korrekte Klassifizierung von anstehenden Gewittern errechnen kann, musste er zunächst ein ausführliches Training absolvieren. Hierfür griffen die Wissenschaftler auf Daten zurück, die ihnen von drei finnischen Energiekonzernen zur Verfügung gestellt wurden. Dabei ließen sich Unwetter in vier Klassen einteilen: bei der „Klasse null“ gab es keine Netzausfälle, bei „Klasse eins“ fielen zehn Prozent der Transformatoren aus, bei „Klasse zwei“ bis zu 50 Prozent und bei „Klasse drei“ mehr als 50 Prozent.

Dem eingesetzten Algorithmus gelang es bei ersten Tests schon sehr gut, Gewitter der Klasse null von schweren Gewittern der Klasse drei zu unterschieden. Die Forscher wollen ihr System nun noch mit mehr Daten füttern, um die Prognosequalität weiter zu verbessern und auch Stürme der Klassen eins und zwei genau unterscheiden zu können, wie Tervo wissen lässt.