科罗拉多州是最新一个尝试关闭电网以防止野火的州——这是加利福尼亚州首创的一项复杂的技术操作

美国电网是 有史以来最大、最复杂的机器. 。也是 老化 及以下 气候灾害造成的压力日益增加 例如野火、飓风和热浪。

近十年来，电网在以下领域发挥了重要作用： 多个州发生野火, ，包括加利福尼亚州、夏威夷州、俄勒冈州和明尼苏达州。当风速高、湿度低时，地上电线等电力基础设施可能会吹进植被或与其他部件产生火花，引发火灾，然后大风蔓延。

在极端条件下，公用事业公司可能会选择关闭其服务区域部分电网的电源，以降低野火风险。这些停电被称为公共安全断电，主要发生在加利福尼亚州，那里的野火已成为 规模更大、更具破坏性 近几十年来。

2024 年 4 月 5 日至 6 日，科罗拉多州公用事业公司 Xcel Energy 执行了该州的 首次公共安全断电, ，切断电源 数千名客户 在强烈的暴风雨之前。公职人员和 Xcel 客户抱怨说，他们 没有收到足够的警告或解释. 。政府。贾里德·波利斯 (Jared Polis) 指示州监管机构 调查该事件 并为未来提出更好的程序。

我是一个 电气和计算机工程师, ，研究电网高效运行。我也住在博尔德县，那里发生了风驱动的野火 2021 年将摧毁 1,000 多所房屋. 。这些关闭可能会在更多地方变得更加普遍，因为 气候驱动的极端天气 应力老化栅极元件。这使得了解和评估公用事业公司的公共安全关闭计划变得非常重要。

错综复杂的系统

关闭电源并重新打开——用公用事业的话来说，断电和重新通电——需要的不仅仅是扳动开关。电网是一个复杂的系统 实时保持平衡 从发电厂流入到客户的电力之间。

电力线没有能力储存电力供以后使用——必须立即使用。这使得电网不同于其他关键基础设施。供水网络可以在管道中储存水，如果交通无法畅通，道路可以支持汽车停顿。

由于电网无法储存电力，停电和复电必须分阶段进行，以确保电网需求侧的变化不会太快，供应侧难以适应。发电厂无法立即启动： 有些可以在几分钟内启动，而另一些则需要几个小时, ，取决于它们的年龄、设计和使用的燃料类型。而且它们通常无法通过轻按开关将发电量从 10% 提高到 90%。

当公用事业公司在停电后恢复供电时，随着许多家庭中的设备重新启动，它会产生巨大的瞬时用电量峰值。电网还需要时间来适应需求的激增。公用事业公司可以在恢复供电之前目视检查电源线以检查是否有损坏。

这 局部电网的复杂性 可能会让这些中断看起来像是不均匀或任意实施的。为您家供电的配电变压器可能与街对面邻居供电的配电变压器完全断开，从而使您的街区陷入黑暗，而下一个街区的灯却亮着。

公用事业公司可能会因为其网络中存在客户看不到的风险而断电。公用事业公司并不总是能够对发生断电的区域进行微调。

制定停工计划

加州一直是公共安全断电的试验场。州公用事业委员会 2012年批准了它们 作为减轻公用事业设备引起的野火潜在影响的一种方式，它已发布法规指导公用事业公司何时可以断电。规定要求电力公司提前通知客户，并在每次计划停电后10天内提交详细报告。

在过去的十年里，数百万加州人经历了这些关闭。独立研究机构 PSE Healthy Energy 2023 年的一项审查发现，受影响最严重的县（主要位于南加州）平均 每年四到五次公共安全中断, ，平均持续 48 小时。

俄勒冈州也紧随其后， 2022 年采用公共安全关闭规则, ，但许多其他司法管辖区尚未制定正式协议。相反，这些关键决策取决于公用事业公司。制定复杂的公共安全停电计划需要对公用事业公司的区域有广泛的了解，并准确评估哪些区域是高风险区域。

然而，公用事业公司在低压配电网（系统中为社区供电的部分）中并不总是拥有丰富的传感器，并且可能缺乏对各个组件的极其精细的控制。事实上，计划外停电通常必须是 手动报告. 。许多公用事业公司正在安装智能电表，其中一些可以 自动报告断电情况 回到实用程序。

电力供应商还采取其他措施来加强电网抵御灾害的能力，例如 埋设电源线. 。但根据地点的不同，这一策略对于低压配电网和 每英里数百万美元 用于高压输电线路。这些项目需要复杂的成本效益计算，其成本最终将转嫁给电力消费者。

为公共安全停电做好准备

对于某些人来说，失去权力只是一个小小的不便。对于其他人来说，如果他们需要电力来冷藏基本药物、充电，这可能意味着生与死的区别。 便携式制氧机 或将家中温度维持在安全范围内。

公用事业公司应在公共安全关闭的每一步中与客户保持联系，首先提醒他们为重要设备充电并采取措施 其他准备步骤. 。他们还应该将患有健康状况或其他需要通电问题的人转移出停电区。

为了使这种合作成为可能，公用事业公司需要更好地了解配电网的状态、更详细的系统模型以及改进的测量和传感策略，以帮助他们对野火风险进行准确和细致的评估。

最后，公用事业公司需要使其决策更加透明。没有人喜欢断电，因此纳税人必须了解停电的原因和方式，以及公用事业公司正在采取哪些措施来尽可能安全可靠地提供电力。