Midt i en global pandemi og en trykkende hetebølge over det vestlige Usa, California opplevde to påfølgende dager med rullende strømbrudd forrige helg.
disse strømbruddene er virkelig historiske, men ikke av de vanlige årsakene. De er ikke historiske fordi de påvirket et stort antall mennesker, og heller ikke fordi de varte veldig lenge. Tvert imot, disse strømbrudd var relativt godt inneholdt, påvirker bare hundretusener Av Californians for bare timer om gangen.
I Stedet Er Californias siste rullende blackouts historiske på grunn av deres årsak: strømmen gikk ut fordi det ganske enkelt ikke var nok strøm til å gå rundt. Strømforsyningsmangel som dette er ekstremt sjeldne; sist gang dette skjedde I California var nesten to tiår siden. Nesten alltid er strømbrudd på grunn av andre årsaker.
Fire typer strømbrudd
det er mange trinn involvert i å levere strøm til kunder, og det kan oppstå strømbrudd når som helst underveis. For det første genererer kraftverk elektrisitet. Deretter flytter høyspenningsoverføringslinjer den strømmen over lange avstander. Endelig skjer den siste etappen av reisen på distribusjonsnettet, som leverer strøm til kundene.
Strømbrudd kan skje på grunn av feil når som helst i den prosessen: distribusjonsfeil, overføringsfeil eller utilstrekkelig kraftproduksjon kan alle føre til strømbrudd. Mer nylig har en ny type strømbrudd oppstått-forårsaket av kraftselskaper som forsettlig slår av deler av overførings-eller distribusjonsnettverket for å redusere risikoen for å utløse enda mer katastrofale utfall.
La oss grave inn.
et strømbrudd kan skyldes en feil på ethvert trinn i prosessen med å levere strøm. En mangel på generasjon (bildet i grønt og rødt), en feil i overføringssystemet (bildet i mørk blå), eller en feil i distribusjonssystemet (bildet i svart) kan alle føre til strømbrudd.
Merk: Mikronett (bildet i oransje) kan bidra til å beskytte mot strømbrudd, spesielt når transmisjons – eller distribusjonssystemet svikter eller slås av med vilje.
1. Distribusjonsfeil
Distribusjonsfeil er den vanligste typen strømbrudd, men de påvirker vanligvis et relativt lite område. Denne typen feil kan skje på grunn av mange årsaker – stormfullt vær som blåser en tregren på en kraftledning, en eventyrlig ekorn som går inn i deler av en transformatorstasjon der ingen ekorn har gått før (og levd for å fortelle historien), en bil krasjer i en kraftpol, en metallisk ballong som har rømt grepet av eierens hender og rørt en kraftledning, fortsetter listen.
Utility arbeidere reparere en nedskutte strømledningen på distribusjonssystemet rett utenfor mitt hjem.
Strømbrudd på distribusjonssystemet har vanligvis begrenset innvirkning, og påvirker bare noen få blokker eller et nabolag. Men noen ganger påvirker disse strømbruddene hele byer, og noen ganger i lange perioder. Mens den gjennomsnittlige amerikanske elektrisitetskunden opplever omtrent 1, 3 strømbrudd og fire timer uten strøm hvert år, kan strømbrudd forårsaket av alvorlig vær vare mye lenger. For eksempel var ca 100,000 Florida strømkunder uten strøm i over en uke da Orkanen Irma slo staten i September 2017.
Sammenlignet med andre typer strømbrudd, er distribusjonsfeil de vanligste-de fleste av strømbruddene som den gjennomsnittlige personen opplever, skyldes problemer med distribusjonssystemet.
2. Overføringsfeil
Overføringsfeil er mye sjeldnere enn distribusjonsfeil, men når de skjer, kan de få store konsekvenser. Mange overføring systemfeil er forårsaket av vær, men denne typen strømbrudd kan også skje på grunn av utstyrssvikt, dataproblemer, og menneskelige feil. I 2003 ble omtrent 50 millioner mennesker i det nordøstlige Usa forlatt uten strøm da en overføringslinje kom i kontakt med en tregren. Den forstyrrelsen spiraled ut av kontroll til en massiv blackout skyldes i stor grad feil datasystemer. Dette er riktignok et ekstremt eksempel, og undersøkelsene som fulgte den hendelsen førte til slutt til etableringen av nye pålitelighetsstandarder designet for å forhindre at lignende brudd oppstår igjen.
igjen er strømbrudd på grunn av overføringsfeil relativt sjeldne. Men fordi transmisjonssystemer vanligvis er koblet over mange forskjellige stater og til og med land, kan transmisjonssystemfeil føre til utbredt strømbrudd hvis det ikke håndteres riktig.
Transmisjonssystemfeil skjer sjelden, men når de gjør det, kan effekten være veldig stor.
3. Forsyningsmangel
Forsyningsmangel er kanskje den sjeldneste typen strømbrudd av alle. Disse strømbrudd skje når det er rett og slett ikke nok strøm til å møte etterspørselen. I de fleste deler av landet er denne typen strømbrudd mest sannsynlig på de varmeste sommerdagen når folk sprenger klimaanlegget og strømforbruket er på topp. Dette er akkurat det som skjedde I California de siste dagene: en ekstrem varmebølge økte etterspørselen etter elektrisitet, noe som resulterte i forsyningsmangel og rullende strømbrudd. Før de rullende strømbruddene denne helgen, var sist gang denne typen strømbrudd skjedde i California tidlig på 2000-tallet. Den serien av brudd på 2000-tallet, kollektivt kjent som California-Elektrisitetskrisen, hadde flere årsaker (inkludert markedsmanipulasjon!), men bunnlinjen er at det ikke var nok strøm til å holde alles lys på.
Forsyningsmangel oppstår når det ikke er nok strømproduksjon for å møte etterspørselen. Denne typen strømbrudd er den sjeldneste av dem alle.
Nettselskapene gjør mange forskjellige tiltak for å forhindre strømbrudd når forsyningen er kort, men når det verste kommer til verste, er rullende strømbrudd siste utvei. Rullende strømbrudd påvirker ikke alle – nettoperatøren velger å slå av strømmen bare til et begrenset antall kunder, noe som reduserer strømforbruket tilbake til håndterbare nivåer. Mens forsyningsmangel forekommer over hele byer og stater, kan antall personer som er berørt av strømbrudd, variere mye. For eksempel rammet en av strømbruddene under California-Strømkrisen titusenvis av mennesker, mens en annen strømbrudd rammet millioner av mennesker.
denne typen strømbrudd er sjelden fordi vi bruker mye tid og krefter (og penger!) prøver å forhindre dem. Faktisk dikterer nasjonale gridpålitelighetsstandarder at denne typen strømbrudd bare skal skje en gang hvert tiende år.
mange deler av landet streber etter å møte denne «en gang hvert tiende år» – standarden gjennom ressursdekning. Disse programmene er utformet for å forhindre strømbrudd på grunn av forsyningsmangel ved å planlegge inn i fremtiden for å sikre at vi har nok kraftverk på nettet. I praksis ender vi ofte opp med å gå utover dette målet (dvs. vi bygger flere kraftverk enn nødvendig) som gjør denne typen strømbrudd ekstremt sjelden.
4. Offentlige sikkerhetsstrømavstengninger og planlagte strømbrudd
OFFENTLIGE Sikkerhetsstrømavstengninger (PSPS) og planlagte strømbrudd er enten overførings-eller distribusjonsavbrudd, men forskjellen er at disse strømbruddene er forsettlige.
ved planlagte strømbrudd kan et verktøy slå av visse deler av nettet for å utføre rutinemessig vedlikehold, men det er vanligvis redundans innebygd i elnettet som gjør at verktøy kan utføre vedlikehold uten å slå av strømmen.
på den annen side har offentlige sikkerhetsstyringshendelser økt i California, hvor de nå er verktøyets siste utvei for å forhindre brannfeller utløst av overførings-og distribusjonslinjer. Kort sagt, visse værforhold (for eksempel høy vind og lav luftfuktighet) kan øke risikoen for at overførings-og distribusjonslinjer vil starte en brann. I stedet for å risikere å starte en brann og bli holdt ansvarlig for den potensielle katastrofen som kan oppstå, bestemmer verktøy noen ganger å slå av strømmen helt for å sikre at utstyret ikke starter en brann. Med klimaendringer som øker brannrisikoen over det vestlige Usa, Er california-verktøy ikke De eneste som implementerer preemptive power shutoffs; For Eksempel Har Nevada utility NV Energy også utviklet et program for å redusere brannrisiko med forsettlige strømavbrudd.
Unødvendig å si, forsettlig å slå av strømmen for det som kan være lengre perioder-spesielt til millioner av mennesker over flere dager – er rett og slett uakseptabelt. Verktøy kan (må!) gjør det bedre .
det er ikke alltid så enkelt
i virkeligheten er strømbrudd ikke alltid så enkelt – de har ofte flere årsaker, og de passer ikke alltid pent inn i en av de fire skuffene ovenfor. For eksempel har noen av verdens største strømbrudd blitt forårsaket av en kombinasjon av generatorer som er offline og overføringslinjer sviktende.
Uavhengig av den eksakte typen strømbrudd, lever vi I en verden der elektrisitet har blitt avgjørende for hverdagen, og strømbrudd er nesten alltid en massiv forstyrrelse. For å gjøre vondt verre, vår vaklende rutenett sliter med å holde tritt, med grid forstyrrelser på vei oppover de siste tiårene. Og med enda mer ødeleggende virkninger av klimaendringer (inkludert killer heat) i horisonten, vil dette problemet bare bli verre hvis vi ikke handler nå.
Hva kan vi gjøre for å forhindre strømbrudd?
For det første bør vi investere for å øke nettets motstandskraft for å forhindre strømbrudd i utgangspunktet. Siden svikt i overføring og distribusjon er de vanligste årsakene til strømbrudd, bør vi iverksette tiltak for å herde infrastruktur for overføring og distribusjon for å redusere risikoen for disse feilene. Videre bør vi også distribuere distribuerte energiressurser og mikronett som kan redusere avhengigheten av overførings-og distribusjonssystemer.
Distribuerte energiressurser, for eksempel bolig sol, kan redusere avhengigheten av overføring og distribusjonssystem.
men selv med alle disse gridresistenstiltakene, vil strømmen fortsatt uunngåelig gå ut av og til. Og for de som ikke kan gå uten strøm (for eksempel kritiske anlegg og kunder som bruker livsopprettholdende medisinsk utstyr), må det være en reserveplan. Dette er hvor mikronett for kritiske anlegg og bolig solenergi pluss lagringssystemer kan spille en viktig rolle i å bygge en robust og rettferdig rutenett for fremtiden.
kort sagt, vi bør oppgradere rutenettet.