pośród globalnej pandemii i upałów w zachodnich Stanach Zjednoczonych, Kalifornia doświadczyła dwóch kolejnych dni zaciemnień w miniony weekend.
te przerwy w dostawie prądu są naprawdę historyczne, ale nie z zwykłych powodów. Nie są one historyczne, ponieważ dotknęły one dużą liczbę ludzi, ani dlatego, że trwały naprawdę długo. Wręcz przeciwnie, te przestoje były stosunkowo dobrze opanowane, dotykając tylko setek tysięcy Kalifornijczyków w ciągu zaledwie kilku godzin.
zamiast tego, Ostatnie toczące się przerwy w dostawie prądu w Kalifornii są historyczne ze względu na ich przyczynę. Niedobory w dostawach energii elektrycznej są niezwykle rzadkie; ostatni raz zdarzyło się to w Kalifornii prawie dwie dekady temu. Prawie zawsze przerwy w dostawie prądu są spowodowane innymi przyczynami.
cztery rodzaje przerw w dostawie energii elektrycznej
w dostarczaniu energii elektrycznej do klientów zaangażowanych jest wiele kroków, a przerwa w dostawie energii może być spowodowana na każdym kroku po drodze. Po pierwsze, elektrownie wytwarzają energię elektryczną. Następnie linie przesyłowe wysokiego napięcia przenoszą tę energię elektryczną na duże odległości. Wreszcie ostatni etap podróży odbywa się w sieci dystrybucyjnej, która dostarcza energię elektryczną do klientów.
przerwy w zasilaniu mogą się zdarzyć z powodu awarii w dowolnym momencie tego procesu: awarie dystrybucji, awarie przesyłu lub niewystarczające wytwarzanie energii elektrycznej mogą prowadzić do przerw w dostawie prądu. Ostatnio pojawił się nowy rodzaj przerwy w dostawie energii – spowodowanej przez firmy energetyczne celowo wyłączające części sieci przesyłowej lub dystrybucyjnej, aby zmniejszyć ryzyko wywołania jeszcze bardziej katastrofalnych skutków.
zajrzyjmy.
przerwa w zasilaniu może być spowodowana awarią na każdym etapie procesu dostarczania energii elektrycznej. Brak generacji (na zdjęciu zielonym i czerwonym), awaria systemu przesyłowego (na zdjęciu ciemnoniebieskim) lub awaria systemu dystrybucyjnego (na zdjęciu czarnym) mogą spowodować przerwy w zasilaniu.
Uwaga: mikrosieci (na zdjęciu w kolorze pomarańczowym) mogą pomóc w ochronie przed przerwami w zasilaniu, zwłaszcza gdy system transmisji lub dystrybucji zawiedzie lub zostanie celowo wyłączony.
1. Awarie dystrybucji
awarie dystrybucji są najczęstszym rodzajem przerwy w dostawie prądu, ale zwykle dotyczą stosunkowo małego obszaru. Tego typu awarie mogą się zdarzyć z wielu przyczyn-burzliwa pogoda, która wieje gałąź drzewa na linię energetyczną, żądna przygód Wiewiórka wchodząca do części podstacji, gdzie żadna Wiewiórka nie poszła wcześniej (i żyła, aby opowiedzieć historię), samochód uderzający w słup energetyczny, metalowy balon, który uciekł z uścisku rąk właściciela i dotknął linii energetycznej, lista jest długa.
pracownicy użyteczności publicznej naprawiają uszkodzoną linię energetyczną w systemie dystrybucyjnym tuż przed moim domem.
przestoje w systemie dystrybucji mają zwykle ograniczony wpływ, wpływając tylko na kilka bloków lub sąsiedztwa. Ale czasami przerwy te dotyczą całych miast, a czasami na długie okresy czasu. Podczas gdy przeciętny amerykański odbiorca energii elektrycznej doświadcza około 1,3 przerwy w dostawie prądu i czterech godzin bez zasilania każdego roku, przerwy spowodowane ciężką pogodą mogą trwać znacznie dłużej. Na przykład około 100 000 Klientów energii elektrycznej z Florydy było bez zasilania przez ponad tydzień, gdy huragan Irma uderzył w stan we wrześniu 2017 roku.
w porównaniu z innymi rodzajami przerw w dostawie prądu najczęściej występują awarie dystrybucji – większość przerw, których doświadcza przeciętny człowiek, wynika z problemów z systemem dystrybucji.
2. Awarie transmisji
awarie transmisji są znacznie rzadsze niż awarie dystrybucji, ale kiedy się zdarzają, mogą mieć ogromne konsekwencje. Wiele awarii systemu przesyłowego jest spowodowanych przez pogodę, ale tego typu przestoje mogą również wystąpić z powodu awarii sprzętu, problemów z komputerem i błędu ludzkiego. W 2003 roku około 50 milionów ludzi w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych pozostało bez zasilania, gdy linia przesyłowa nawiązała kontakt z gałęzią drzewa. To zakłócenie wymknęło się spod kontroli i doprowadziło do rozległego zamroczenia spowodowanego w dużej części wadliwymi systemami komputerowymi. Jest to niewątpliwie skrajny przykład, a badania, które nastąpiły po tym incydencie, doprowadziły ostatecznie do stworzenia nowych standardów niezawodności, które mają zapobiec ponownym wystąpieniu podobnych przestojów.
ponownie przestoje spowodowane awariami transmisji są stosunkowo rzadkie. Ale ponieważ systemy przesyłowe są zwykle połączone w wielu różnych stanach, a nawet krajach, awarie systemów przesyłowych mogą prowadzić do rozległych przerw w dostawie prądu, jeśli nie są właściwie zarządzane.
awarie systemu przesyłowego rzadko się zdarzają, ale kiedy tak się dzieje, wpływ może być bardzo duży.
3. Niedobory dostaw
niedobory dostaw są prawdopodobnie najrzadszym rodzajem przestoju ze wszystkich. Te przestoje zdarzają się, gdy po prostu nie ma wystarczającej ilości energii elektrycznej, aby zaspokoić popyt. W większości krajów tego typu przestoje występują najczęściej w najgorętsze letnie dni, kiedy ludzie niszczą klimatyzację, a zapotrzebowanie na energię elektryczną jest szczytowe. To właśnie wydarzyło się w Kalifornii w ciągu ostatnich kilku dni: ekstremalna fala upałów zwiększyła zapotrzebowanie na energię elektryczną, powodując niedobory dostaw i ciągłe przerwy w dostawach. Przed rolling blackouts w ostatni weekend, ostatni raz tego typu przestoje miały miejsce w Kalifornii na początku 2000 roku. Ta seria przestojów w 2000 roku, łącznie znana jako kryzys energetyczny w Kalifornii, miała wiele przyczyn (w tym manipulację na rynku!), ale najważniejsze jest to, że nie było wystarczająco dużo energii elektrycznej, aby wszyscy mieli włączone światła.
niedobory podaży występują, gdy nie ma wystarczającej ilości energii elektrycznej, aby zaspokoić popyt. Ten rodzaj przerwy w dostawie prądu jest najrzadszy ze wszystkich.
operatorzy sieci podejmują wiele różnych działań, aby zapobiec przestojom, Gdy dostawy są krótkie, ale gdy najgorsze przychodzi do najgorszego, rolling blackouts są ostatecznością. Rolling blackouts nie dotyczą wszystkich-operator sieci decyduje się wyłączyć zasilanie tylko ograniczonej liczbie odbiorców, co zmniejsza zapotrzebowanie na energię elektryczną z powrotem do możliwych do opanowania poziomów. Podczas gdy niedobory podaży występują w całych miastach i Stanach, liczba osób dotkniętych wynikającymi z nich przestojami może się znacznie różnić. Na przykład jedna z awarii podczas kalifornijskiego kryzysu energetycznego dotknęła dziesiątki tysięcy ludzi, podczas gdy kolejna awaria dotknęła miliony ludzi.
tego typu przerwy w dostawie prądu są rzadkie, ponieważ poświęcamy dużo czasu i wysiłku (i pieniędzy!) próbuje im zapobiec. W rzeczywistości krajowe normy niezawodności sieci nakazują, że tego rodzaju przerwy w dostawie energii powinny następować tylko raz na dziesięć lat.
wiele części kraju dąży do spełnienia tego standardu „raz na dziesięć lat”poprzez programy adekwatności zasobów. Programy te mają na celu zapobieganie awariom zasilania spowodowanym niedoborami dostaw poprzez planowanie w przyszłości, aby zapewnić wystarczającą ilość elektrowni w sieci. W praktyce często wychodzimy poza ten cel (tj. budujemy więcej elektrowni niż jest to konieczne), co sprawia, że tego typu przestoje są niezwykle rzadkie.
4. Wyłączniki zasilania i planowane przerwy w dostawie energii
wyłączniki zasilania i planowane przerwy w dostawie energii są przerwami w dostawie lub dystrybucji, ale różnica polega na tym, że przerwy te są zamierzone.
w przypadku planowanych przestojów przedsiębiorstwo może wyłączyć niektóre części sieci w celu przeprowadzenia rutynowej konserwacji, ale zwykle w sieci elektrycznej wbudowana jest redundancja, która umożliwia przedsiębiorstwom wykonywanie konserwacji bez wyłączania zasilania.
z drugiej strony, wydarzenia wyłączania zasilania bezpieczeństwa publicznego wzrosły w Kalifornii, gdzie są teraz ostatecznością w zapobieganiu pożarom wywołanym przez linie przesyłowe i dystrybucyjne. Krótko mówiąc, pewne warunki pogodowe (np. silny wiatr i niska wilgotność) mogą zwiększyć ryzyko, że linie przesyłowe i dystrybucyjne spowodują pożar. Zamiast ryzykować wywołanie pożaru i ponoszenie odpowiedzialności za potencjalną katastrofę, która może nastąpić, przedsiębiorstwa użyteczności publicznej czasami decydują się całkowicie wyłączyć zasilanie, aby upewnić się, że ich sprzęt nie wywoła pożaru. Wraz ze zmianami klimatycznymi zwiększającymi ryzyko pożaru w zachodnich Stanach Zjednoczonych, przedsiębiorstwa użyteczności publicznej w Kalifornii nie są jedynymi, które wdrażają prewencyjne wyłączanie zasilania; na przykład przedsiębiorstwo użyteczności publicznej w Nevadzie NV Energy opracowało również program łagodzenia ryzyka pożaru za pomocą celowych wyłączników zasilania.
nie trzeba dodawać, że celowe wyłączanie zasilania na dłuższy czas-szczególnie milionom ludzi przez wiele dni-jest po prostu niedopuszczalne. Narzędzia mogą (MUSZĄ!) lepiej.
nie zawsze jest to takie proste
w rzeczywistości przerwy w zasilaniu nie zawsze są takie proste – często mają wiele przyczyn i nie zawsze pasują idealnie do jednego z czterech powyższych wiadrów. Na przykład, niektóre z największych przestojów na świecie zostały spowodowane kombinacją generatorów wyłączonych i uszkodzonych linii przesyłowych.
niezależnie od dokładnego rodzaju przerwy w dostawie prądu, żyjemy w świecie, w którym energia elektryczna stała się niezbędna w codziennym życiu, a przerwy w dostawie prądu są prawie zawsze ogromnymi zakłóceniami. Co gorsza, nasza słabnąca sieć stara się nadążyć, a zakłócenia w sieci rosną w ciągu ostatnich kilku dekad. A z jeszcze bardziej niszczycielskimi skutkami zmian klimatu (w tym zabójczego upału) na horyzoncie, problem ten będzie się tylko pogarszać, jeśli nie podejmiemy natychmiastowych działań.
co możemy zrobić, aby zapobiec przerwom w dostawie prądu?
na początek powinniśmy poczynić inwestycje w celu zwiększenia odporności sieci, aby zapobiec awariom zasilania. Ponieważ awarie przesyłowe i dystrybucyjne są najczęstszymi przyczynami przerw w dostawie prądu, powinniśmy podjąć działania w celu utwardzenia infrastruktury przesyłowej i dystrybucyjnej, aby zmniejszyć ryzyko tych awarii. Ponadto powinniśmy również wdrożyć rozproszone zasoby energii i mikrosieci, które mogą zmniejszyć zależność od systemów przesyłowych i dystrybucyjnych.
rozproszone zasoby energii, takie jak energia słoneczna w budynkach mieszkalnych, mogą zmniejszyć zależność od systemu przesyłowego i dystrybucyjnego.
jednak nawet przy wszystkich tych środkach odporności sieci, energia nadal będzie nieuchronnie wyłączana od czasu do czasu. A dla tych, którzy nie mogą obejść się bez energii elektrycznej (np. krytycznych obiektów i klientów, którzy używają urządzeń medycznych podtrzymujących życie), musi istnieć plan awaryjny. W tym miejscu mikrosieci dla krytycznych obiektów i mieszkalnych systemów magazynowania energii słonecznej mogą odegrać kluczową rolę w budowaniu odpornej i sprawiedliwej sieci na przyszłość.
krótko mówiąc, powinniśmy uaktualnić siatkę.