Mikroelnät är små lokala elnät som drivs av flera energikällor, som vindkraftverk, solceller och bränsleceller. De kan dessutom vara utrustade med energilager, som batterier, superkondensatorer eller svänghjul.

De blir allt vanligare i och med trenden för förnybar energi, som ofta är distribuerad. De kan vara självständiga öar eller kopplade till det allmänna elnätet där de omväxlande levererar eller efterfrågar energi. Strömkällorna styrs efter olika principer som elpris, kapacitet, kvarvarande laddning, med mera.

Små mikroelnät saknar de stora elnätens tröghet så en enda förbrukare som stängs av kan ge ett stort utslag som snabbt måste dämpas. Ytterligare en utmaning är att förnybara källor fluktuerar slumpmässigt. Idealt för skalbarheten är om nätet kan arbeta plug-and-play lokalt utan central orkestrering.

Det är en delikat utmaning att styra allt detta effektivt. En nybliven KTH-professor, Qianwen Xu, tar sig an utmaningen på flera nivåer.

– Min forskning handlar om styrning och optimering av mikronät för smarta städer.

Hennes forskning gäller både DC- och hybrida AC/DC- mikroelnät.

En av hennes lösningar för mikroelnät är en styralgoritm för spänningsomvandlarna som är mer skalbar och stabil än etablerade styrmetoder, och optimerar prestandan för transienta förlopp.

Den används i en modulär standardlösning för mikroelnät som hon utvecklat och som testas skarp i Singapore, i både en byggnad och på en ö.

Finns någon som använder din reglerteknik skarpt redan idag? 

– Förmodligen. Det är många som följer vad vi gör.

Har du själv planer på att lansera något kommersiellt?

– För närvarande inte. Det skulle i så fall bli i samarbete med något företag. Jag har ju inte varit så länge här ännu. Men vi har några kontakter och några ansökningar är under utarbetande.

I ett annat projekt undersöker hon digitalisering och cyber- säkerhet i mikroelnät. 

Utöver förnybara system och smarta communities tittar hon på hur mikroelnät kan användas inom elektrifiering av transport – fordon, båtar och flygfarkoster.

Qianwen Xu doktorerade i Singapore och gjorde ett nedslag i Danmark innan hon fick en tjänst i Sverige i september.

– Jag gillar Stockholm och KTH är ett världsledande universitet. Och så utlyste KTH en tjänst precis inom mitt område – hållbara energisystem. Jag vill försöka bygga upp en stark forskargrupp inom hållbara kraftsystem och mikroelnät.