كولورادو هي أحدث ولاية تحاول إيقاف تشغيل الشبكة الكهربائية لمنع حرائق الغابات - وهي عملية فنية معقدة رائدة في كاليفورنيا

الولايات المتحدةشبكة الكهرباء هي أكبر آلة وأكثرها تعقيدًا على الإطلاق.إنه أيضًا شيخوخة وتحت زيادة الضغط الناجم عن الكوارث الناجمة عن المناخ مثل حرائق الغابات والأعاصير وموجات الحر.

على مدى العقد الماضي، لعبت شبكات الطاقة أدوارًا في حرائق الغابات في عدة ولايات, ، بما في ذلك كاليفورنيا وهاواي وأوريجون ومينيسوتا.عندما تكون سرعة الرياح عالية والرطوبة منخفضة، يمكن أن تضرب البنية التحتية الكهربائية مثل خطوط الطاقة الموجودة فوق الأرض الغطاء النباتي أو تشعل شرارة ضد مكونات أخرى، مما يؤدي إلى نشوب حريق ثم تنتشر الرياح العاتية.

في ظل الظروف القاسية، قد تختار المرافق قطع الطاقة عن أجزاء من الشبكة في مناطق خدمتها لتقليل مخاطر حرائق الغابات.حدثت هذه الانقطاعات، المعروفة باسم قطع التيار الكهربائي للسلامة العامة، بشكل رئيسي في كاليفورنيا، حيث أصبحت حرائق الغابات أكبر وأكثر تدميرا في العقود الأخيرة.

في الفترة من 5 إلى 6 أبريل 2024، نفذت شركة كولورادو Xcel Energy التابعة لها تلك الولاية أول قطع للتيار الكهربائي للسلامة العامة, ، قطع الطاقة ل الآلاف من العملاء قبل عاصفة شديدة.اشتكى المسؤولون العموميون وعملاء Xcel من ذلك لم يتلق ما يكفي من التحذير أو التوضيح.حاكم.وجه جاريد بوليس المنظمين بالولاية إلى التحقيق في الحادث واقتراح إجراءات أفضل للمستقبل.

أنا مهندس كهربائي وكمبيوتر, ودراسة كفاءة تشغيل شبكات الكهرباء.أنا أعيش أيضًا في مقاطعة بولدر، حيث تشتعل حرائق الغابات بسبب الرياح تدمير أكثر من 1000 منزل في 2021.من المرجح أن تصبح عمليات الإغلاق هذه أكثر شيوعًا في أماكن أكثر مثل الظواهر الجوية المتطرفة الناجمة عن المناخ الإجهاد مكونات الشبكة الشيخوخة.وهذا يجعل من المهم فهم وتقييم خطط إغلاق المرافق العامة للسلامة العامة.

نظام معقد

إن إيقاف تشغيل الطاقة وإعادة تشغيلها - في الحديث عن المنفعة، وإلغاء تنشيط الطاقة وإعادة تنشيطها - يتطلب أكثر من مجرد قلب المفتاح.شبكة الكهرباء هي نظام معقد يحافظ على التوازن في الوقت الحقيقي بين تدفق الكهرباء من محطات التوليد إلى العملاء.

لا تتمتع خطوط الكهرباء بالقدرة على تخزين الكهرباء لاستخدامها لاحقًا، بل يجب استخدامها على الفور.وهذا يجعل الشبكة مختلفة عن البنية التحتية الحيوية الأخرى.يمكن لشبكات المياه الاحتفاظ بالمياه في أنابيبها، ويمكن للطرق أن تدعم السيارات في حالة توقف تام إذا لم تتمكن حركة المرور من التدفق.

نظرًا لأن الشبكة لا يمكنها تخزين الكهرباء، يجب أن تتم عملية إلغاء التنشيط وإعادة التنشيط على مراحل لضمان أن التغييرات في جانب الطلب من شبكة الطاقة ليست سريعة جدًا بحيث يتعذر على جانب العرض التكيف معها.لا يمكن تشغيل محطات توليد الطاقة بشكل فوري: يمكن أن يبدأ البعض في غضون دقائق، بينما يستغرق البعض الآخر ساعات, اعتمادًا على أعمارهم وتصميمهم ونوع الوقود الذي يستخدمونه.وهم عمومًا لا يستطيعون رفع إنتاجهم من 10% من طاقتهم التوليدية إلى 90% بنقرة زر واحدة.

عندما تستعيد إحدى المرافق الطاقة بعد انقطاعها، فإنها تنتج ارتفاعًا كبيرًا ولحظيًا في استخدام الطاقة مع إعادة تشغيل الأجهزة في العديد من المنازل.تحتاج الشبكة أيضًا إلى وقت للتكيف مع هذه الزيادة في الطلب.وقد تقوم المرافق بفحص خطوط الكهرباء بصريًا للتحقق من عدم وجود تلف قبل استعادة الطاقة.

ال تعقيدات الشبكات المحلية يمكن أن يجعل الأمر يبدو كما لو أن هذه الانقطاعات يتم تنفيذها بشكل غير متساو أو تعسفي.قد يكون محول التوزيع الذي يزود منزلك بالطاقة مفصولًا كهربائيًا تمامًا عن المحول الذي يخدم جارك عبر الشارع، مما يضع المبنى الخاص بك في الظلام بينما تظل أضواء المبنى التالي مضاءة.

وقد تقوم إحدى المرافق بقطع الطاقة بسبب وجود خطر في مكان ما في شبكتها لا يستطيع العملاء رؤيته.ليس من الممكن دائمًا أن تقوم المرافق بضبط المناطق التي يحدث فيها انقطاع التيار الكهربائي.

إنشاء خطط الاغلاق

لقد كانت كاليفورنيا بمثابة اختبار من نوع ما لقطع التيار الكهربائي للسلامة العامة.هيئة المرافق العامة بالولاية تمت الموافقة عليها في عام 2012 كوسيلة للتخفيف من الآثار المحتملة لحرائق الغابات الناجمة عن معدات المرافق، وأصدرت لوائح إرشادية عندما تتمكن المرافق من إلغاء تنشيط خطوط الكهرباء.تتطلب اللوائح من شركات الطاقة إخطار العملاء مسبقًا وتقديم تقارير مفصلة في غضون 10 أيام بعد كل انقطاع مخطط له.

لقد شهد الملايين من سكان كاليفورنيا عمليات الإغلاق هذه على مدار العقد الماضي.وجدت مراجعة أجراها PSE Healthy Energy، وهو معهد بحثي مستقل، في عام 2023، أن المقاطعات الأكثر تضرراً، وخاصة في جنوب كاليفورنيا، في المتوسط أربعة إلى خمسة انقطاعات للسلامة العامة سنويًا, والتي تستمر في المتوسط ​​48 ساعة.

وقد حذت ولاية أوريغون حذوها، اعتماد قواعد إغلاق السلامة العامة في عام 2022, ، لكن العديد من الولايات القضائية الأخرى ليس لديها بعد بروتوكولات رسمية معمول بها.وبدلاً من ذلك، تقع هذه القرارات الحاسمة على عاتق المرافق.يتطلب وضع خطط متطورة لانقطاعات السلامة العامة معرفة واسعة بمنطقة المرافق وتقييمات دقيقة للمناطق التي تعتبر مناطق عالية الخطورة.

ومع ذلك، لا تحتوي المرافق دائمًا على أجهزة استشعار وفيرة في شبكات التوزيع ذات الجهد المنخفض - وهو الجزء من النظام الذي يجلب الطاقة إلى الأحياء - وقد تفتقر إلى التحكم الدقيق للغاية في المكونات الفردية.في الواقع، غالبًا ما يجب حدوث انقطاعات غير مخطط لها تم الإبلاغ عنها يدويًا.تقوم العديد من المرافق بتركيب عدادات ذكية، وبعضها يستطيع القيام بذلك الإبلاغ عن الانقطاعات تلقائيًا العودة إلى الأداة المساعدة.

يتخذ مزودو الطاقة أيضًا خطوات أخرى لتعزيز شبكاتهم ضد الكوارث، مثل دفن خطوط الكهرباء.ولكن اعتمادا على الموقع، يمكن أن تكلف هذه الاستراتيجية بسهولة ما يصل إلى مليون دولار أمريكي لكل ميل لشبكات التوزيع ذات الجهد المنخفض و ملايين الدولارات لكل ميل لخطوط نقل الجهد العالي.وتتطلب هذه المشاريع حسابات معقدة للتكاليف والفوائد، وسوف تتدفق تكاليفها في نهاية المطاف إلى مستهلكي الكهرباء.

الاستعداد لقطع التيار الكهربائي للسلامة العامة

بالنسبة لبعض الناس، فقدان السلطة هو إزعاج بسيط.بالنسبة للآخرين، يمكن أن يعني ذلك الفرق بين الحياة أو الموت إذا كانوا بحاجة إلى الكهرباء للحفاظ على الأدوية الأساسية مبردة، أو شحن أ مكثف الأوكسجين المحمول أو الحفاظ على درجة حرارة منزلهم ضمن نطاق آمن.

يجب أن تظل المرافق على اتصال بالعملاء أثناء كل خطوة من خطوات إغلاق السلامة العامة، بدءًا من تنبيههم لشحن الأجهزة الأساسية وأخذها الخطوات التحضيرية الأخرى.ويجب عليهم أيضًا نقل الأشخاص الذين يعانون من حالات طبية أو مشكلات أخرى تتطلب الوصول إلى الطاقة خارج منطقة انقطاع التيار الكهربائي.

ولجعل هذا النوع من التعاون ممكنا، ستحتاج المرافق إلى رؤية أفضل لحالة شبكة التوزيع، ونماذج أكثر تفصيلا لأنظمتها، واستراتيجيات قياس واستشعار محسنة يمكن أن تساعدها في تطوير تقييمات دقيقة ومفصلة لمخاطر حرائق الغابات.

وأخيرا، سوف تحتاج المرافق إلى جعل قراراتها أكثر شفافية.لا أحد يحب فقدان الطاقة، لذلك من الضروري أن يفهم دافعو الضرائب سبب وكيفية حدوث هذه الانقطاعات وما تفعله فائدتها لتوفير الطاقة بأمان وموثوقية قدر الإمكان.