mitt i en global pandemi och en tryckande värmebölja över västra USA, Kalifornien upplevde två på varandra följande dagar av rullande blackouts den senaste helgen.
dessa strömavbrott är verkligen Historiska, men inte av vanliga skäl. De är inte Historiska eftersom de påverkade ett stort antal människor, inte heller för att de varade väldigt länge., Tvärtom var dessa avbrott relativt väl inneslutna, vilket endast påverkade hundratusentals kalifornier i bara timmar i taget.
istället är Kaliforniens senaste rullande blackouts historiska på grund av deras orsak: strömmen gick ut eftersom det helt enkelt inte fanns tillräckligt med el för att gå runt. Brist på elförsörjning som denna är extremt sällsynt; sista gången detta hände i Kalifornien var nästan två decennier sedan. Nästan alltid beror strömavbrott på andra orsaker.,
fyra typer av strömavbrott
det finns många steg för att leverera el till kunder, och ett strömavbrott kan orsakas vid något steg längs vägen. För det första genererar kraftverk El. Då högspänningsledningar flytta att El över långa avstånd. Slutligen händer den sista delen av resan på distributionsnätet, som levererar el till kunderna.,
strömavbrott kan inträffa på grund av fel vid något tillfälle i den processen: distributionsfel, överföringsfel eller otillräcklig elproduktion kan alla leda till strömavbrott. På senare tid har en ny typ av strömavbrott uppstått – orsakad av kraftföretag som avsiktligt stänger av delar av överförings-eller distributionsnätet för att minska risken för att utlösa ännu mer katastrofala resultat.
låt oss gräva in.,
ett strömavbrott kan orsakas av ett fel vid något steg i processen att leverera el. En brist på generation (bilden i grönt och rött), ett fel i överföringssystemet (bilden i mörkblå), eller ett fel i distributionssystemet (bilden i svart) kan alla resultera i strömavbrott.
Obs! Mikrogrider (avbildade i orange) kan hjälpa till att skydda mot strömavbrott, särskilt när överförings-eller distributionssystemet misslyckas eller stängs av avsiktligt.
1., Distributionsfel
distributionsfel är den vanligaste typen av strömavbrott, men de påverkar vanligtvis ett relativt litet område. Denna typ av fel kan hända på grund av många orsaker – stormigt väder som blåser en trädgren på en kraftledning, en äventyrlig ekorre som går in i delar av en transformatorstation där ingen ekorre har gått före (och levde för att berätta sagan), en bil kraschar in i en kraftstolpe, en metallisk ballong som har undgått greppet om ägarens händer och berört en kraftledning, fortsätter listan.,
Verktygsarbetare reparerar en nedsänkt kraftledning på distributionssystemet precis utanför mitt hem.
avbrott i distributionssystemet har vanligtvis en begränsad inverkan, vilket påverkar bara några kvarter eller ett grannskap. Men ibland påverkar dessa avbrott hela städer, och ibland under långa sträckor. Medan den genomsnittliga amerikanska elkunden upplever ungefär 1,3 avbrott och fyra timmar utan ström varje år, kan avbrott som orsakas av svårt väder vara mycket längre., Till exempel, om 100,000 Florida elkunder var utan ström i över en vecka när orkanen Irma slog staten i September 2017.
jämfört med andra typer av strömavbrott är distributionsfel de vanligaste – de flesta av de avbrott som den genomsnittliga personen upplever beror på problem med distributionssystemet.
2. Överföringsfel
överföringsfel är mycket sällsynta än distributionsfel, men när de händer kan de få stora konsekvenser., Många överföringssystemfel orsakas av väder, men denna typ av avbrott kan också hända på grund av utrustningsfel, datorproblem och mänskliga fel. År 2003 lämnades ungefär 50 miljoner människor i nordöstra USA utan ström när en överföringsledning kom i kontakt med en trädgren. Störningen gick ur kontroll till en massiv blackout på grund av till stor del felaktiga datorsystem., Detta är visserligen ett extremt exempel, och de undersökningar som följde på den händelsen ledde slutligen till att nya tillförlitlighetsstandarder skapades för att förhindra att liknande överträdelser upprepas.
igen är avbrott på grund av överföringsfel relativt sällsynta. Men eftersom överföringssystem vanligtvis är anslutna i många olika stater och till och med länder kan fel i överföringssystemet leda till omfattande strömavbrott om de inte hanteras korrekt.,
överföringssystemets fel inträffar sällan, men när de gör det kan effekten vara mycket stor.
3. Försörjningsbrist
försörjningsbrist är kanske den sällsynta typen av avbrott av alla. Dessa avbrott inträffar när det helt enkelt inte finns tillräckligt med el för att möta efterfrågan. I de flesta delar av landet, denna typ av avbrott är mest sannolikt att inträffa på de hetaste sommardagar när människor sprängning luftkonditionering och efterfrågan på el är på topp., Detta är precis vad som hände i Kalifornien under de senaste dagarna: en extrem värmeböljan ökade efterfrågan på el, vilket resulterar i försörjningsbrist och rullande strömavbrott. Innan de rullande strömavbrott förra helgen, sista gången denna typ av strömavbrott hände i Kalifornien var i början av 2000-talet. den serien av avbrott i 2000-talet, kollektivt känd som Kalifornien elkrisen, hade flera orsaker (inklusive marknadsmanipulation!), men summan av kardemumman är att det inte fanns tillräckligt med el för att hålla allas ljus på.,
brist på tillgång uppstår när det inte finns tillräckligt med elproduktion för att möta efterfrågan. Denna typ av strömavbrott är den sällsynta av dem alla.
nätoperatörer vidta många olika åtgärder för att förhindra avbrott när utbudet är kort, men när värsta kommer till värsta fall, rullande strömavbrott är den sista utväg. Rullande strömavbrott påverkar inte alla-nätoperatören väljer att stänga av strömmen endast till ett begränsat antal kunder, vilket minskar elbehovet tillbaka till hanterbara nivåer., Även om försörjningsbrist uppstår i hela städer och stater kan antalet personer som drabbas av avbrott variera kraftigt. Till exempel påverkade en av strömavbrotten under Kaliforniens Elkris tiotusentals människor, medan ett annat avbrott påverkade miljontals människor.
denna typ av strömavbrott är sällsynt eftersom vi spenderar mycket tid och ansträngning (och pengar!) försöker förhindra dem. I själva verket dikterar nationella standarder för nättillförlitlighet att denna typ av avbrott endast bör ske en gång vart tionde år.,
många delar av landet strävar efter att uppfylla denna ”en gång vart tionde år” standard genom resursanvändningsprogram. Dessa program är utformade för att förhindra strömavbrott på grund av försörjningsbrist genom att planera in i framtiden för att säkerställa att vi har tillräckligt med kraftverk på nätet. I praktiken slutar vi ofta att gå utöver detta mål (dvs vi bygger fler kraftverk än vad som är nödvändigt) vilket gör denna typ av avbrott extremt sällsynt.
4., Public safety Power shutoffs och planerade avbrott
Public Safety Power Shutoffs (PSPS) och planerade avbrott är antingen överföring eller distributionsavbrott, men skillnaden är att dessa avbrott är avsiktliga.
vid planerade avbrott kan ett verktyg stänga av vissa delar av nätet för att utföra rutinunderhåll, men det finns vanligtvis redundans inbyggd i elnätet som gör det möjligt för verktyg att utföra underhåll utan att stänga av strömmen.,
å andra sidan har Public safety Power shutoff-händelser ökat i Kalifornien, där de nu är utilities sista utväg för att förhindra bränder som utlöses av överförings-och distributionsledningar. Kort sagt kan vissa väderförhållanden (t.ex. höga vindar och låg luftfuktighet) öka risken för att överförings-och distributionsledningar startar en brand. I stället för att riskera att starta en brand och hållas ansvarig för den potentiella katastrofen som kan uppstå, bestämmer verktyg ibland att stänga av strömmen helt och hållet för att säkerställa att deras utrustning inte startar en brand., Med klimatförändringen ökar löpeld risker över västra USA, Kalifornien verktyg är inte de enda som genomför förebyggande avstängning; till exempel, Nevada utility NV Energy har också utvecklat ett program för att mildra löpeld risker med avsiktlig makt avstängning.
självklart är det helt enkelt oacceptabelt att avsiktligt stänga av strömmen för vad som kan förlängas – särskilt för miljontals människor över flera dagar. Verktyg kan (måste!) gör bättre.,
det är inte alltid så enkelt
i verkligheten är strömavbrott inte alltid så enkla – de har ofta flera orsaker och de passar inte alltid snyggt i en av de fyra hinkarna ovan. Till exempel har några av världens största avbrott orsakats vara en kombination av generatorer som är offline och överföringsledningar misslyckas.
oavsett den exakta typen av strömavbrott lever vi i en värld där el har blivit avgörande för vardagen, och avbrott är nästan alltid en massiv störning., För att göra saken värre, vår vacklande nätet kämpar för att hänga med, med rutnät störningar på uppgång under de senaste decennierna. Och med ännu mer förödande effekter av klimatförändringar (inklusive mördarvärme) vid horisonten kommer detta problem bara att bli värre om vi inte agerar nu.
vad kan vi göra för att förhindra strömavbrott?
till att börja med bör vi göra investeringar för att öka nätets motståndskraft för att förhindra strömavbrott från att hända i första hand., Eftersom överförings-och distributionsfel är de vanligaste orsakerna till strömavbrott bör vi vidta åtgärder för att härda överförings-och distributionsinfrastrukturen för att minska risken för dessa fel. Dessutom bör vi också använda distribuerade energiresurser och mikrogrider som kan minska beroendet av överförings-och distributionssystemen.
distribuerade energiresurser, som bostadssol, kan minska beroendet av överförings-och distributionssystemet.,
men även med alla dessa rutnätsåtgärder kommer strömmen fortfarande oundvikligen att gå ut ibland. Och för dem som inte kan gå utan el (t.ex. kritiska anläggningar och kunder som använder livsuppehållande medicintekniska produkter) måste det finnas en reservplan. Det är där mikrogrider för kritiska anläggningar och bostäder solar plus lagringssystem kan spela en viktig roll för att bygga ett motståndskraftigt och rättvist rutnät för framtiden.
kort sagt bör vi uppgradera nätet.,
Postat i: energi taggar: distribution, mikrogrider, strömavbrott, överföring
stöd från UCS medlemmar gör arbetet så här möjligt. Vill du göra oss sällskap?, Hjälp UCS främja oberoende vetenskap för en hälsosam miljö och en säkrare värld.