Колорадо стал последним штатом, который попытался отключить электросеть для предотвращения лесных пожаров – сложная техническая операция, впервые впервые реализованная в Калифорнии.

СШАэлектросеть – это самая большая и сложная машина из когда-либо построенных.Это также старение и под усиление стресса от стихийных бедствий, вызванных изменением климата такие как лесные пожары, ураганы и волны тепла.

За последнее десятилетие электрические сети сыграли роль в лесные пожары в нескольких штатах, включая Калифорнию, Гавайи, Орегон и Миннесоту.При высокой скорости ветра и низкой влажности электрическая инфраструктура, такая как надземные линии электропередачи, может ударить по растительности или вызвать искры на других компонентах, вызывая пожар, который затем распространяется сильным ветром.

В экстремальных условиях коммунальные предприятия могут предпочесть отключить подачу электроэнергии к частям сети в своих зонах обслуживания, чтобы снизить риск лесных пожаров.Эти отключения электроэнергии, известные как отключения электроэнергии в целях общественной безопасности, произошли в основном в Калифорнии, где лесные пожары стали более частыми. более масштабный и разрушительный в последние десятилетия.

5-6 апреля 2024 года коммунальное предприятие штата Колорадо Xcel Energy провело первое отключение электроэнергии в целях общественной безопасности, отключив питание тысячи клиентов накануне сильной бури.Государственные чиновники и клиенты Xcel жаловались, что они не получил достаточного предупреждения или объяснения.ГубернаторДжаред Полис поручил регулирующим органам штатов расследовать инцидент и предложить более эффективные процедуры на будущее.

Я инженер-электрик и компьютерщик, и изучение эффективной работы электросетей.Я также живу в округе Боулдер, где начался лесной пожар, вызванный ветром. разрушили более 1000 домов в 2021 году.Эти отключения, вероятно, станут более распространенными во многих местах, поскольку экстремальные погодные условия, обусловленные климатом компоненты сетки стрессового старения.Поэтому важно понимать и оценивать планы коммунальных предприятий по отключению электроэнергии в целях общественной безопасности.

Сложная система

Для отключения питания и его повторного включения – говоря языком коммунальных предприятий, обесточивания и повторного включения – требуется нечто большее, чем просто щелкнуть выключателем.Электрическая сеть представляет собой сложную систему, поддерживает баланс в режиме реального времени между электроэнергией, поступающей от электростанций и отходящей потребителям.

Линии электропередачи не имеют возможности хранить электроэнергию для последующего использования – ее необходимо использовать немедленно.Это отличает сеть от другой критической инфраструктуры.Водопроводные сети могут удерживать воду в своих трубах, а дороги могут удерживать автомобили в неподвижном состоянии, если движение транспорта затруднено.

Поскольку сеть не может хранить электроэнергию, обесточивание и повторное питание должны происходить поэтапно, чтобы гарантировать, что изменения в стороне спроса электросети не будут слишком быстрыми, чтобы сторона предложения могла адаптироваться к ним.Электростанции не могут включиться мгновенно: Некоторые могут запуститься в течение нескольких минут, а другие могут занять несколько часов., в зависимости от их возраста, конструкции и типа топлива, которое они используют.И они, как правило, не могут поднять свою выработку с 10% своей генерирующей мощности до 90% одним щелчком переключателя.

Когда коммунальное предприятие восстанавливает подачу электроэнергии после сбоя, это вызывает большой мгновенный всплеск энергопотребления, поскольку устройства во многих домах снова включаются.Сети также необходимо время, чтобы адаптироваться к такому всплеску спроса.А коммунальные предприятия могут визуально осматривать линии электропередачи на наличие повреждений перед восстановлением подачи электроэнергии.

А сложности локальных сетей может создать впечатление, будто эти отключения осуществляются неравномерно или произвольно.Распределительный трансформатор, подающий электроэнергию в ваш дом, может быть полностью электрически отключен от трансформатора, обслуживающего вашего соседа через дорогу, в результате чего ваш блок окажется в темноте, в то время как свет в следующем блоке останется включенным.

А коммунальное предприятие может отключить электроэнергию из-за риска где-то в своей сети, которого клиенты не видят.Коммунальные предприятия не всегда могут точно настроить места, где происходят отключения электроэнергии.

Создание планов отключения

Калифорния стала своего рода испытательным полигоном по отключениям электроэнергии в целях общественной безопасности.Государственная комиссия по коммунальным услугам утвердил их в 2012 году как способ смягчить потенциальное воздействие лесных пожаров, вызванных работой коммунального оборудования, и выпустило правила, определяющие, когда коммунальные предприятия могут обесточивать линии электропередачи.Правила требуют, чтобы энергетические компании заранее уведомляли потребителей и представляли подробные отчеты в течение 10 дней после каждого запланированного отключения электроэнергии.

Миллионы калифорнийцев пережили подобные отключения за последнее десятилетие.Обзор, проведенный в 2023 году независимым исследовательским институтом PSE Healthy Energy, показал, что в наиболее пострадавших округах, в основном в Южной Калифорнии, в среднем четыре-пять отключений в системе общественной безопасности ежегодно, которые в среднем длятся 48 часов.

Орегон последовал этому примеру. принятие правил отключения в целях общественной безопасности в 2022 году, но во многих других юрисдикциях еще нет официальных протоколов.Вместо этого эти важные решения остаются за коммунальными предприятиями.Разработка сложных планов на случай отключения электроэнергии в целях общественной безопасности требует обширных знаний территории коммунального предприятия и точной оценки того, какие зоны являются зонами повышенного риска.

Однако коммунальные предприятия не всегда имеют большое количество датчиков в низковольтных распределительных сетях – той части системы, которая подает электроэнергию в жилые районы – и им может не хватать чрезвычайно детального контроля над отдельными компонентами.Фактически, незапланированные отключения часто приходится сообщил вручную.Многие коммунальные предприятия устанавливают интеллектуальные счетчики, некоторые из которых могут автоматически сообщать о сбоях вернемся к утилите.

Поставщики электроэнергии также предпринимают другие шаги для защиты своих сетей от стихийных бедствий, такие как закапывание линий электропередач.Но в зависимости от местоположения эта стратегия может легко стоить до 1 миллиона долларов США за милю для низковольтных распределительных сетей и миллионы долларов за милю для линий электропередачи высокого напряжения.Эти проекты требуют сложных расчетов затрат и выгод, и их затраты в конечном итоге лягут на плечи потребителей электроэнергии.

Подготовка к отключению электроэнергии в целях общественной безопасности

Для некоторых людей потеря мощности является незначительным неудобством.Для других это может означать разницу между жизнью и смертью, если им нужно электричество, чтобы хранить основные лекарства в холодильнике, заряжать портативный концентратор кислорода или поддерживать температуру дома в безопасном диапазоне.

Коммунальные предприятия должны поддерживать связь с потребителями на каждом этапе отключения в целях общественной безопасности, начиная с предупреждения их о необходимости зарядить важные устройства и принять меры. другие подготовительные этапы.Им также следует вывести людей, страдающих заболеваниями или другими проблемами, требующими доступа к электроэнергии, из зоны отключения электроэнергии.

Чтобы сделать такое сотрудничество возможным, коммунальным предприятиям потребуется более глубокое понимание состояния распределительной сети, более подробные модели своих систем, а также улучшенные стратегии измерения и зондирования, которые могут помочь им разработать точные и детальные оценки риска лесных пожаров.

Наконец, коммунальным предприятиям необходимо будет сделать свои решения более прозрачными.Никто не любит терять электроэнергию, поэтому плательщикам налогов важно понимать, почему и как происходят эти отключения и что их коммунальные предприятия делают для обеспечения максимально безопасного и надежного энергоснабжения.