Комунальні служби можуть вимикати електроенергію, щоб зменшити ризик того, що їхнє обладнання може спровокувати лісові пожежі під час екстремальних погодних явищ.
Опубліковано: 12 квітня 2024 р. 14:24
Автор
Кайрі Бейкер
Доцент кафедри інженерних систем будівель, Університет Колорадо в Боулдері
Університет Колорадо надає фінансування як член The Conversation US.
Електросистема США є найбільшою та найскладнішою машиною, коли-небудь побудованою . Він також старіє та зазнає дедалі більшого стресу через кліматичні катастрофи, такі як лісові пожежі, урагани та хвилі спеки.
За останнє десятиліття електромережі зіграли роль у лісових пожежах у багатьох штатах , включаючи Каліфорнію, Гаваї, Орегон і Міннесоту. Коли швидкість вітру висока, а вологість низька, електрична інфраструктура, як-от надземні лінії електропередач, може вдаритися в рослинність або іскрити проти інших компонентів, викликавши пожежу, яку потім поширить сильний вітер.
За екстремальних умов комунальні підприємства можуть відключити електроенергію в частинах мережі в зонах обслуговування, щоб зменшити ризик пожежі. Ці перебої, відомі як відключення електропостачання громадської безпеки, відбувалися переважно в Каліфорнії, де за останні десятиліття лісові пожежі стали більш масштабними та руйнівними .
5-6 квітня 2024 року енергетична компанія Колорадо Xcel Energy здійснила перше в штаті державне відключення електроенергії , відключивши електроенергію для тисяч споживачів перед сильним штормом. Державні службовці та клієнти Xcel скаржилися, що вони не отримали достатнього попередження чи пояснення . Губернатор Джаред Поліс доручив державним регуляторам розслідувати інцидент і запропонувати кращі процедури на майбутнє.Мешканці Колоради описують, як на них вплинули квітневі відключення.
Я інженер-електрик та комп’ютерник , вивчаю ефективну роботу електромереж. Я також живу в окрузі Боулдер, де в 2021 році лісова пожежа знищила понад 1000 будинків . Ці відключення, ймовірно, стануть більш поширеними у багатьох місцях, оскільки екстремальні кліматичні умови спричиняють старіння компонентів мережі. Тому важливо розуміти та оцінювати плани комунальних служб щодо відключення громадського транспорту.
Складна система
Щоб вимкнути живлення та знову його ввімкнути – якщо говорити утилітою, знеструмити та знову подати живлення – потрібно більше, ніж натиснути вимикач. Електромережа — це складна система, яка в режимі реального часу підтримує баланс між електроенергією, що надходить від електростанцій, і споживачам.
Лінії електропередачі не здатні зберігати електроенергію для подальшого використання – її потрібно використовувати негайно. Це робить мережу відмінною від іншої критичної інфраструктури. Водопровідні мережі можуть утримувати воду у своїх трубах, а дороги можуть підтримувати зупинку автомобілів, якщо рух транспорту неможливий.
Оскільки мережа не може зберігати електроенергію, знеструмлення та повторне ввімкнення мають відбуватися поетапно, щоб гарантувати, що зміни на стороні попиту в електромережі не будуть надто швидкими, щоб сторона постачання могла адаптуватися до них. Електростанції не можуть увімкнутися миттєво: деякі можуть запуститися протягом декількох хвилин, тоді як інші займають години , залежно від їх віку, конструкції та типу палива, яке вони використовують. І вони, як правило, не можуть підняти свою потужність з 10% своєї генеруючої потужності до 90% одним натисканням перемикача.
Коли комунальне підприємство відновлює подачу електроенергії після відключення, це призводить до значного миттєвого сплеску споживання енергії, оскільки пристрої в багатьох будинках знову вмикаються. Мережі також потрібен час, щоб адаптуватися до цього різкого попиту. І комунальні служби можуть візуально перевірити лінії електропередач, щоб перевірити на наявність пошкоджень перед відновленням електропостачання.
Через складність локальних мереж може здаватися, що ці відключення здійснюються нерівномірно або довільно. Розподільний трансформатор, який подає електроенергію у ваш дім, може бути повністю від’єднаний від трансформатора, який обслуговує вашого сусіда навпроти, через що ваш квартал буде темним, а світло в сусідньому кварталі буде горіти.
А комунальне підприємство може відключити електроенергію через ризик десь у своїй мережі, який клієнти не бачать. Комунальні служби не завжди можуть точно налаштувати зони, де відбуваються відключення електроенергії.
Створення планів зупинки
Каліфорнія була своєрідним випробувальним майданчиком для відключення електроенергії для громадської безпеки. Комісія з комунальних послуг штату схвалила їх у 2012 році як спосіб пом’якшити потенційний вплив лісових пожеж, спричинених комунальним обладнанням, і випустила правила, які вказують, коли комунальні служби можуть знеструмлювати лінії електропередач. Правила вимагають від енергетичних компаній повідомляти споживачів заздалегідь і подавати докладні звіти протягом 10 днів після кожного запланованого відключення.
За останнє десятиліття мільйони каліфорнійців зіткнулися з цими відключеннями. Огляд 2023 року, проведений PSE Healthy Energy, незалежним дослідницьким інститутом, показав, що в найбільш постраждалих округах, головним чином у Південній Каліфорнії, в середньому відбувається чотири-п’ять збоїв у громадській безпеці на рік , які в середньому тривають 48 годин.
Орегон наслідував цей приклад, прийнявши правила відключення громадської безпеки в 2022 році , але багато інших юрисдикцій ще не мають офіційних протоколів. Натомість ці критично важливі рішення покладаються на комунальні служби. Розробка складних планів відключень для громадської безпеки вимагає глибоких знань про територію комунального підприємства та точної оцінки зон високого ризику.
Однак підприємства комунального господарства не завжди мають велику кількість датчиків у розподільних мережах низької напруги – частині системи, яка подає електроенергію в околиці – і можуть мати брак надзвичайно детального контролю над окремими компонентами. Насправді про незаплановані відключення часто потрібно повідомляти вручну . Багато комунальних підприємств встановлюють інтелектуальні лічильники, деякі з яких можуть автоматично повідомляти комунальним підприємствам про збої.
Постачальники електроенергії також вживають інших заходів, щоб зміцнити свої мережі проти катастроф, наприклад, закопують лінії електропередач . Але залежно від місця розташування ця стратегія може легко коштувати до 1 мільйона доларів США за милю для низьковольтних розподільних мереж і мільйонів доларів за милю для високовольтних ліній електропередачі. Ці проекти вимагають складних розрахунків витрат і вигод, і їх витрати в кінцевому підсумку потраплять на споживачів електроенергії.Це відео Едісона в Південній Каліфорнії пояснює, як комунальне підприємство визначає, чи потрібне відключення електроенергії для громадської безпеки, і як воно керує цими діями.
Підготовка до відключень електроенергії для громадської безпеки
Для деяких людей втрата влади є незначною незручністю. Для інших це може означати різницю між життям і смертю, якщо їм потрібна електрика, щоб зберігати основні ліки в холодильнику, заряджати портативний кисневий концентратор або підтримувати температуру вдома в межах безпечного діапазону.
Комунальні служби повинні підтримувати зв’язок із клієнтами на кожному етапі відключення громадської безпеки, починаючи з попередження їх про необхідність заряджати основні пристрої та виконання інших підготовчих кроків . Вони також повинні виводити із зони відключення людей із захворюваннями чи іншими проблемами, які вимагають доступу до електроенергії.
Щоб зробити таку співпрацю можливою, комунальним підприємствам знадобиться краще уявлення про стан розподільної мережі, більш детальні моделі їхніх систем, а також покращені стратегії вимірювання та зондування, які можуть допомогти їм розробити точні та детальні оцінки ризику лісових пожеж.
Нарешті, комунальним підприємствам потрібно буде зробити свої рішення більш прозорими. Ніхто не любить втрачати електроенергію, тому платникам тарифів важливо розуміти, чому і як відбуваються ці перебої, і що робить їхня комунальна компанія, щоб подавати електроенергію якомога безпечніше та надійніше.
У нас є новий щотижневий бюлетень для європейців
Це допоможе вам глибше заглибитися в ключові політичні проблеми, а також познайомить вас із різноманітністю досліджень, які проводяться на континенті. Справа не в екстрених новинах. Справа не в необґрунтованих думках. Інформаційний бюлетень «Європейський» — це досвід, заснований на доказах європейських науковців, представлений мною у Франції та двома моїми колегами в Іспанії та Великобританії.
Наталі Зауер
Керівник англійського відділу французького видання
