Inmitten einer globalen Pandemie und einer schwelenden Hitzewelle im Westen der Vereinigten Staaten erlebte Kalifornien am vergangenen Wochenende zwei aufeinanderfolgende Tage rollender Stromausfälle.
Diese Stromausfälle sind wirklich historisch, aber nicht aus den üblichen Gründen. Sie sind nicht historisch, weil sie eine große Anzahl von Menschen betroffen haben oder weil sie wirklich lange gedauert haben., Im Gegenteil, diese Ausfälle waren relativ gut eingedämmt und betrafen nur Hunderttausende von Kaliforniern für jeweils nur Stunden.
Stattdessen sind Kaliforniens jüngste rollende Blackouts wegen ihrer Ursache historisch: Der Strom ging aus, weil es einfach nicht genug Strom gab, um herumzugehen. Stromversorgungsengpässe wie diese sind extrem selten; Das letzte Mal, dass dies in Kalifornien geschah, war vor fast zwei Jahrzehnten. Stromausfälle sind fast immer auf andere Ursachen zurückzuführen.,
Vier Arten von Stromausfällen
Bei der Lieferung von Strom an Kunden sind viele Schritte erforderlich, und ein Stromausfall kann jederzeit verursacht werden. Erstens erzeugen Kraftwerke Strom. Dann bewegen Hochspannungsübertragungsleitungen diesen Strom über große Entfernungen. Schließlich findet die letzte Etappe der Reise im Verteilnetz statt, das Strom an die Kunden liefert.,
Stromausfälle können aufgrund von Ausfällen an jedem Punkt in diesem Prozess auftreten: Verteilungsfehler, Übertragungsfehler oder unzureichende Stromerzeugung können alle zu Stromausfällen führen. In jüngerer Zeit ist eine neue Art von Stromausfall aufgetreten – verursacht durch Stromunternehmen, die absichtlich Teile des Übertragungs-oder Verteilungsnetzes abschalten, um das Risiko zu verringern, noch katastrophalere Ergebnisse auszulösen.
Lass uns eingraben.,
Ein Stromausfall kann durch einen Ausfall in jedem Schritt der Stromversorgung verursacht werden. Ein Erzeugungsmangel (grün und rot dargestellt), ein Ausfall des Übertragungssystems (dunkelblau dargestellt) oder ein Ausfall des Verteilungssystems (schwarz dargestellt) können zu Stromausfällen führen.
Hinweis: Microgrids (im Bild in orange) kann helfen, gegen Stromausfälle zu schützen, vor allem, wenn das Getriebe oder Verteilungssystem ausfällt oder absichtlich abgeschaltet.
1., Verteilungsausfälle
Verteilungsausfälle sind die häufigste Art von Stromausfall, betreffen jedoch normalerweise einen relativ kleinen Bereich. Diese Art von Ausfall kann aufgrund vieler Ursachen auftreten – stürmisches Wetter, das einen Ast auf eine Stromleitung bläst, ein abenteuerliches Eichhörnchen, das in Teile eines Umspannwerks fährt, in das noch kein Eichhörnchen gegangen ist (und gelebt hat, um die Geschichte zu erzählen), ein Auto, das in einen Strommast kracht, ein metallischer Ballon, der dem Griff der Hände seines Besitzers entgangen ist und eine Stromleitung berührt hat, die Liste geht weiter.,
Versorgungsarbeiter reparieren eine heruntergekommene Stromleitung am Verteilungssystem direkt vor meinem Haus.
Ausfälle im Verteilungssystem wirken sich in der Regel nur begrenzt aus und betreffen nur wenige Blöcke oder eine Nachbarschaft. Aber manchmal betreffen diese Ausfälle ganze Städte und manchmal über lange Zeiträume. Während der durchschnittliche US-Stromkunde jedes Jahr etwa 1,3 Ausfälle und vier Stunden ohne Strom erfährt, können durch Unwetter verursachte Ausfälle viel länger dauern., Zum Beispiel waren über eine Woche lang etwa 100.000 Stromkunden in Florida ohne Strom, als der Hurrikan Irma im September 2017 den Staat traf.
Im Vergleich zu den anderen Arten von Stromausfällen sind Verteilungsausfälle am häufigsten – die meisten Ausfälle, die die durchschnittliche Person erlebt, sind auf Probleme mit dem Verteilungssystem zurückzuführen.
2. Übertragungsfehler
Übertragungsfehler sind viel seltener als Verteilungsfehler, aber wenn sie auftreten, können sie enorme Folgen haben., Viele Ausfälle des Übertragungssystems werden durch Wetter verursacht, diese Art von Ausfall kann jedoch auch auf Geräteausfälle, Computerprobleme und menschliche Fehler zurückzuführen sein. Im Jahr 2003 waren etwa 50 Millionen Menschen im Nordosten der Vereinigten Staaten ohne Strom, als eine Übertragungsleitung Kontakt mit einem Ast aufnahm. Diese Störung geriet außer Kontrolle in einen massiven Blackout, der größtenteils auf fehlerhafte Computersysteme zurückzuführen war., Dies ist zugegebenermaßen ein extremes Beispiel, und die Untersuchungen, die auf diesen Vorfall folgten, führten letztendlich zur Schaffung neuer Zuverlässigkeitsstandards, um ein erneutes Auftreten ähnlicher Ausfälle zu verhindern.
Auch hier sind Ausfälle aufgrund von Übertragungsfehlern relativ selten. Da Übertragungssysteme jedoch normalerweise in vielen verschiedenen Staaten und sogar Ländern miteinander verbunden sind, können Ausfälle von Übertragungssystemen zu weit verbreiteten Stromausfällen führen, wenn sie nicht ordnungsgemäß verwaltet werden.,
Übertragungssystemausfälle treten selten auf, aber wenn dies der Fall ist, kann die Auswirkung sehr groß sein.
3. Versorgungsengpässe
Versorgungsengpässe sind vielleicht die seltenste Art von Ausfall von allen. Diese Ausfälle treten auf, wenn einfach nicht genug Strom vorhanden ist, um die Nachfrage zu decken. In den meisten Teilen des Landes tritt diese Art von Ausfall höchstwahrscheinlich an den heißesten Sommertagen auf, an denen die Klimaanlage gesprengt wird und der Strombedarf auf seinem Höhepunkt ist., Genau das ist in den letzten Tagen in Kalifornien passiert: Eine extreme Hitzewelle hat die Stromnachfrage angekurbelt, was zu Versorgungsengpässen und rollenden Stromausfällen geführt hat. Vor den rollenden Stromausfällen am vergangenen Wochenende war das letzte Mal, dass diese Art von Ausfall in Kalifornien stattfand, in den frühen 2000er Jahren. Diese Serie von Ausfällen in den 2000er Jahren, die zusammen als California Electricity Crisis bekannt sind, hatte mehrere Ursachen (einschließlich Marktmanipulation!), aber die Quintessenz ist, dass es nicht genug Strom gab, um alle Lichter an zu halten.,
Versorgungsengpässe treten auf, wenn nicht genügend Stromerzeugung vorhanden ist, um die Nachfrage zu decken. Diese Art von Stromausfall ist die seltenste von allen.
Netzbetreiber ergreifen viele verschiedene Maßnahmen, um Ausfälle zu verhindern, wenn das Angebot knapp ist, aber wenn es am schlimmsten ist, sind rollende Stromausfälle der letzte Ausweg. Rollende Stromausfälle betreffen nicht alle – der Netzbetreiber schaltet den Strom nur für eine begrenzte Anzahl von Kunden aus, wodurch der Strombedarf wieder auf ein überschaubares Niveau gesenkt wird., Während Versorgungsengpässe in ganzen Städten und Bundesstaaten auftreten, kann die Anzahl der Menschen, die von daraus resultierenden Ausfällen betroffen sind, stark variieren. Zum Beispiel betraf einer der Ausfälle während der kalifornischen Stromkrise Zehntausende von Menschen, während ein anderer Ausfall Millionen von Menschen betraf.
Diese Art von Stromausfall ist selten, weil wir viel Zeit und Mühe (und Geld!) versuchen, sie zu verhindern. Tatsächlich schreiben nationale Netzzuverlässigkeitsstandards vor, dass diese Art von Ausfall nur alle zehn Jahre auftreten sollte.,
Viele Teile des Landes bemühen sich ,diesen“ einmal alle zehn Jahre “ – Standard durch Ressourcenadäquanzprogramme zu erfüllen. Diese Programme sollen Stromausfälle aufgrund von Versorgungsengpässen verhindern, indem wir in die Zukunft planen, um sicherzustellen, dass wir genügend Kraftwerke im Netz haben. In der Praxis gehen wir oft über dieses Ziel hinaus (dh wir bauen mehr Kraftwerke als nötig), was diese Art von Ausfall äußerst selten macht.
4., Public Safety Power Shutoffs und geplante Ausfälle
Public Safety Power Shutoffs (PSPS) und geplante Ausfälle sind entweder Übertragungs-oder Verteilungsausfälle, aber der Unterschied besteht darin, dass diese Ausfälle beabsichtigt sind.
Im Falle geplanter Ausfälle kann ein Versorgungsunternehmen bestimmte Teile des Netzes herunterfahren, um routinemäßige Wartungsarbeiten durchzuführen, aber normalerweise ist in das Stromnetz Redundanz eingebaut, die es Versorgungsunternehmen ermöglicht, Wartungsarbeiten durchzuführen, ohne den Strom abzuschalten.,
Andererseits sind in Kalifornien, wo sie jetzt der letzte Ausweg der Versorgungsunternehmen bei der Verhinderung von Waldbränden sind, die durch Übertragungs-und Verteilungsleitungen ausgelöst werden, die Ereignisse der Stromabschaltung durch die öffentliche Sicherheit gestiegen. Kurz gesagt, bestimmte Wetterbedingungen (z. B. starker Wind und niedrige Luftfeuchtigkeit) können das Risiko erhöhen, dass Übertragungs-und Verteilungsleitungen einen Brand auslösen. Anstatt das Risiko eines Brandes einzugehen und für die mögliche Katastrophe verantwortlich gemacht zu werden, beschließen Versorgungsunternehmen gelegentlich, den Strom vollständig abzuschalten, um sicherzustellen, dass ihre Ausrüstung keinen Brand auslöst., Da der Klimawandel die Risiken für Lauffeuer in den westlichen Vereinigten Staaten erhöht, sind kalifornische Versorgungsunternehmen nicht die einzigen, die vorbeugende Stromabschaltungen implementieren; Zum Beispiel hat der Nevada Utility NV Energy auch ein Programm entwickelt, um Lauffeuerrisiken durch absichtliche Stromabschaltungen zu verringern.
Unnötig zu erwähnen, dass das absichtliche Abschalten des Stroms für längere Zeiträume – insbesondere für Millionen von Menschen über mehrere Tage – einfach inakzeptabel ist. Dienstprogramme können (muss!) wohlauf.,
Es ist nicht immer so einfach
In Wirklichkeit sind Stromausfälle nicht immer so einfach – sie haben oft mehrere Ursachen und passen nicht immer ordentlich in einen der vier Eimer oben. Zum Beispiel wurden einige der weltweit größten Ausfälle durch eine Kombination von Generatoren verursacht, die offline sind und Übertragungsleitungen ausfallen.
Unabhängig von der genauen Art des Stromausfalls leben wir in einer Welt, in der Strom für den Alltag unerlässlich geworden ist und Ausfälle fast immer eine massive Störung darstellen., Um die Sache noch schlimmer zu machen, Unser ins Stocken geratenes Netz hat Schwierigkeiten, mit den Netzstörungen Schritt zu halten, die in den letzten Jahrzehnten zugenommen haben. Und mit noch verheerenderen Auswirkungen des Klimawandels (einschließlich Killerhitze) am Horizont wird sich dieses Problem nur verschlimmern, wenn wir jetzt nicht handeln.
Was können wir tun, um Stromausfälle zu verhindern?
Zunächst einmal sollten wir Investitionen tätigen, um die Netzstabilität zu erhöhen und Stromausfälle zu verhindern., Da Übertragungs-und Verteilungsausfälle die häufigsten Ursachen für Stromausfälle sind, sollten wir Maßnahmen ergreifen, um die Übertragungs-und Verteilungsinfrastruktur zu härten, um das Risiko dieser Ausfälle zu verringern. Darüber hinaus sollten wir auch verteilte Energieressourcen und Mikrogrids bereitstellen, die die Abhängigkeit von Übertragungs-und Verteilungssystemen verringern können.
Verteilte Energieressourcen, wie z. B. Solaranlagen, können die Abhängigkeit vom Übertragungs-und Verteilungssystem verringern.,
Selbst bei all diesen Netzsicherheitsmaßnahmen wird der Strom jedoch gelegentlich unweigerlich ausgehen. Und für diejenigen, die nicht ohne Strom auskommen können (z. B. kritische Einrichtungen und Kunden, die lebenserhaltende Medizinprodukte verwenden), muss ein Backup-Plan vorliegen. Hier können Mikrogrids für kritische Anlagen und Wohn-Solar-plus-Speichersysteme eine wesentliche Rolle beim Aufbau eines widerstandsfähigen und gerechten Netzes für die Zukunft spielen.
Kurz gesagt, wir sollten das Raster aktualisieren.,
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