midt I en global pandemi og en kvælende hedebølge i hele det vestlige Usa, Californien oplevet to på hinanden følgende dage af rullende strømafbrydelser denne sidste weekend.
disse strømafbrydelser er virkelig Historiske, men ikke af de sædvanlige grunde. De er ikke Historiske, fordi de ramte et stort antal mennesker, heller ikke fordi de varede rigtig lang tid., Tværtimod var disse udfald relativt godt indeholdt, hvilket kun påvirkede hundreder af tusinder af californiere i kun timer ad gangen.
i stedet er Californiens seneste rullende blackouts Historiske på grund af deres årsag: strømmen gik ud, fordi der simpelthen ikke var nok elektricitet til at gå rundt. Mangel på elektricitet som denne er ekstremt sjældne; sidste gang dette skete i Californien var for næsten to årtier siden. Næsten altid skyldes strømafbrydelser andre årsager.,
fire typer strømafbrydelser
Der er mange trin involveret i levering af elektricitet til kunder, og et strømafbrydelse kan forårsages på ethvert trin undervejs. For det første genererer kraftværker elektricitet. Derefter flytter højspændingsledninger den elektricitet over lange afstande. Endelig sker den sidste del af rejsen på distributionsnetværket, der leverer elektricitet til kunderne.,
strømafbrydelser kan ske på grund af fejl på ethvert tidspunkt i denne proces: distributionsfejl, transmissionsfejl eller utilstrækkelig elproduktion kan alle føre til strømafbrydelser. For nylig er der opstået en ny type strømafbrydelse-forårsaget af elselskaber, der forsætligt lukker dele af transmissions-eller distributionsnetværket for at reducere risikoen for at udløse endnu mere katastrofale resultater.
lad os grave ind.,
et strømafbrydelse kan skyldes en fejl på ethvert trin i processen med at levere elektricitet. En mangel på generation (billedet i grønt og rødt), en fejl i transmissionssystemet (billedet i mørkeblå) eller en fejl i distributionssystemet (billedet i sort) kan alle resultere i strømafbrydelser.
Bemærk: Mikrogrids (afbildet i orange) kan hjælpe med at beskytte mod strømafbrydelser, især når transmissions-eller distributionssystemet mislykkes eller lukkes med vilje.
1., Distributionsfejl
Distributionsfejl er den mest almindelige type strømafbrydelse, men de påvirker normalt et relativt lille område. Denne type fejl kan ske på grund af mange årsager – stormfulde vejr, der blæser en gren på en højspændingsledning, en eventyrlig egern gå ind i dele af en transformerstation, hvor ingen egern har været før (og levede for at fortælle historien), en bil, der bryder ind i en elmast, en metallisk ballon, der er flygtet, greb sin ejers hænder og rørte en højspændingsledning, listen fortsætter.,
hjælpearbejdere reparerer en nedadgående strømledning på distributionssystemet lige uden for mit hjem.
afbrydelser på distributionssystemet har normalt en begrænset indvirkning, der påvirker kun et par blokke eller et kvarter. Men nogle gange påvirker disse udfald hele byer, og nogle gange i lange tidsstrækninger. Mens den gennemsnitlige amerikanske el-kunde oplever omkring 1,3 udfald og fire timer uden strøm hvert år, kan udfald forårsaget af hårdt vejr vare meget længere., For eksempel var omkring 100,000 Florida el-kunder uden strøm i over en uge, da orkanen Irma ramte staten i September 2017.
sammenlignet med de andre typer strømafbrydelser er distributionsfejl de mest almindelige – de fleste af de afbrydelser, som den gennemsnitlige person oplever, skyldes problemer med distributionssystemet.
2. Transmissionsfejl
transmissionsfejl er meget sjældnere end distributionsfejl, men når de sker, kan de have enorme konsekvenser., Mange transmissionssystemfejl er forårsaget af vejr, men denne type strømafbrydelse kan også ske på grund af udstyrsfejl, computerproblemer og menneskelig fejl. I 2003 blev omkring 50 millioner mennesker i det nordøstlige USA efterladt uden strøm, da en transmissionsledning kom i kontakt med en trægren. Denne forstyrrelse spiralede ud af kontrol til en massiv blackout på grund af defekte computersystemer., Dette er ganske vist et ekstremt eksempel, og de undersøgelser, der fulgte denne hændelse, førte i sidste ende til oprettelsen af nye pålidelighedsstandarder designet til at forhindre lignende udfald i at gentage sig.
igen er udfald på grund af transmissionsfejl relativt sjældne. Men fordi transmissionssystemer normalt er forbundet på tværs af mange forskellige stater og endda lande, transmissionssystemfejl kan resultere i udbredte strømafbrydelser, hvis de ikke styres korrekt.,
Transmissionssystemfejl sker sjældent, men når de gør det, kan virkningen være meget stor.
3. Forsyningsmangel
forsyningsmangel er måske den sjældneste type strømafbrydelse af alle. Disse udfald sker, når der simpelthen ikke er nok elektricitet til at imødekomme efterspørgslen. I de fleste dele af landet, denne type strømafbrydelse er mest sandsynligt at forekomme på de varmeste sommerdage, når folk sprænger klimaanlægget, og efterspørgslen efter elektricitet er på sit højeste., Dette er nøjagtigt, hvad der skete i Californien i de sidste par dage: en ekstrem varmebølge øgede efterspørgslen efter elektricitet, hvilket resulterede i forsyningsmangel og rullende strømafbrydelser. Forud for rullende strømafbrydelser denne sidste weekend, sidste gang denne type af udfald, der skete i Californien var i begyndelsen af 2000’erne. Denne række af udfald i 2000’erne, kollektivt kendt som den Californiske El-Krisen, havde flere årsager (herunder kursmanipulation!), men bundlinjen er, at der ikke var nok elektricitet til at holde alles lys tændt.,
forsyningsmangel opstår, når der ikke er tilstrækkelig elproduktion til at imødekomme efterspørgslen. Denne type strømafbrydelse er den sjældneste af dem alle.
netoperatører tager mange forskellige handlinger for at forhindre strømafbrydelser, når udbuddet er kort, men når det værste kommer til det værste, er rullende strømafbrydelser den sidste udvej. Rullende strømafbrydelser påvirker ikke alle – netoperatøren vælger kun at slukke for strømmen til et begrænset antal kunder, hvilket reducerer elbehovet tilbage til håndterbare niveauer., Mens forsyningsmangel forekommer i hele byer og stater, antallet af mennesker, der er berørt af resulterende udfald, kan variere meget. For eksempel ramte et af strømafbrydelserne under Californiens Elektricitetskrise titusinder af mennesker, mens et andet udfald ramte millioner af mennesker.
denne type strømafbrydelse er sjælden, fordi vi bruger meget tid og kræfter (og penge!) forsøger at forhindre dem. Faktisk dikterer National grid reliability standards, at denne type strømafbrydelse kun skal ske en gang hvert tiende år.,
mange dele af landet stræber efter at opfylde denne “en gang hvert tiende år” – standard gennem ressourcetilstrækkelighedsprogrammer. Disse programmer er designet til at forhindre strømafbrydelser på grund af forsyningsmangel ved at planlægge ind i fremtiden for at sikre, at vi har nok kraftværker på nettet. I praksis ender vi ofte med at gå ud over dette mål (dvs.vi bygger flere kraftværker end nødvendigt), hvilket gør denne type strømafbrydelse ekstremt sjælden.
4., Public safety power shutoffs og planlagte driftsstop
Offentlig Sikkerhed Power Shutoffs (BETALINGSTJENESTEUDBYDERE) og planlagte driftsstop er enten transmission eller distribution udfald, men forskellen er, at disse udfald er tilsigtet.
i tilfælde af planlagte udfald kan et værktøj lukke visse dele af nettet for at udføre rutinemæssig vedligeholdelse, men der er normalt redundans indbygget i elnettet, der gør det muligt for forsyningsselskaber at udføre vedligeholdelse uden at slukke for strømmen.,
På den anden side har offentlige sikkerhedsstyrkeafslutningsbegivenheder været stigende i Californien, hvor de nu er forsyningsselskabernes sidste udvej for at forhindre brande udløst af transmissions-og distributionslinjer. Kort sagt kan visse vejrforhold (f.eks. kraftig vind og lav luftfugtighed) øge risikoen for, at transmissions-og distributionsledninger vil starte en brand. I stedet for at løbe risikoen for at starte en brand og blive holdt ansvarlig for den potentielle katastrofe, der kan opstå, forsyningsselskaber beslutter lejlighedsvis at slukke for strømmen helt for at sikre, at deres udstyr ikke starter en brand., Klimaforandringer, stigende wildfire risici i hele det vestlige Usa, Californien værker er ikke de eneste, gennemførelse af forebyggende effekt shutoffs; for eksempel, Nevada nytte NV Energi har også udviklet et program til at afbøde wildfire risici med tilsigtet effekt shutoffs.
det er overflødigt at sige, at forsætligt at slukke for strømmen for hvad der kan forlænges perioder – især for millioner af mennesker over flere dage – er simpelthen uacceptabelt. Hjælpeprogrammer kan (skal!) gøre det bedre.,
det er ikke altid så simpelt
i virkeligheden er strømafbrydelser ikke altid så enkle – de har ofte flere årsager, og de passer ikke altid pænt ind i en af de fire spande ovenfor. For eksempel er nogle af verdens største udfald forårsaget af en kombination af generatorer, der er offline, og transmissionslinjer fejler.
uanset den nøjagtige type strømafbrydelse lever vi i en verden, hvor elektricitet er blevet afgørende for hverdagen, og udfald er næsten altid en massiv forstyrrelse., For at gøre tingene værre, vores vaklende gitter kæmper for at holde op, med gitter forstyrrelser på fremmarch i løbet af de sidste par årtier. Og med endnu mere ødelæggende virkninger af klimaændringer (inklusive dræbervarme) i horisonten, vil dette problem kun blive værre, hvis vi ikke handler nu.
Hvad kan vi gøre for at forhindre strømafbrydelser?
til at begynde med bør vi foretage investeringer for at øge elasticiteten for at forhindre strømafbrydelser i første omgang., Da transmissions-og distributionsfejl er de mest almindelige årsager til strømafbrydelser, bør vi træffe foranstaltninger til at hærde transmissions-og distributionsinfrastruktur for at reducere risikoen for disse fejl. Desuden bør vi også anvende distribuerede energiressourcer og mikrogrids, der kan reducere afhængigheden af transmissions-og distributionssystemerne.
distribuerede energiressourcer, såsom solenergi til beboelse, kan reducere afhængigheden af transmissions-og distributionssystemet.,
selv med alle disse elasticitetsforanstaltninger vil strømmen dog uundgåeligt gå ud lejlighedsvis. Og for dem, der ikke kan gå uden elektricitet (f.eks kritiske faciliteter og kunder, der bruger livsbevarende medicinsk udstyr), skal der være en backup plan. Det er her mikrogrids til kritiske faciliteter og Solar plus-lagringssystemer til boliger kan spille en væsentlig rolle i opbygningen af et elastisk og retfærdigt net for fremtiden.
kort sagt bør vi opgradere nettet.,
Udgivet i: Energi-Tags: distribution, microgrids, Strømafbrydelser, transmission
Støtte fra UCS medlemmer får arbejde som dette er muligt. Vil du slutte dig til os?, Hjælp UCS fremme uafhængig videnskab for et sundt miljø og en sikrere verden.