10 Jahre nach Datensatz Blackout ist US Jede besser vorbereitet? (Op-Ed)

Mike Jacobs ist ein senior Energie-Analyst für das Klima & Energie-Programm die Union of Concerned Scientists (UCS). Dieses Artcile ist aus einem Beitrag angepasst, die ursprünglich auf dem UCS-Blog, The Equation erschienen. Jacobs ' trug dieses Artikels zu LiveSciences Experten stimmen: Op-Ed & Einblicke.

Strom-Netzbetreiber wusste Stunden vor dem Nordosten Netzausfall bei 16:00 am 14. August 2003, die Dinge schlecht liefen. Rief seine Frau, die genau die Vorhersage, dass er hätte zu spät zur Arbeit, und ein anderer es klagte war "kein guter Tag in der Nachbarschaft."

Der größte Stromausfall Nordamerika treffen links 50 Millionen Menschen ohne Strom und weitgehend ohne Kommunikation, aber einige Ingenieure wussten, dass der Stromausfall hätte verhindert werden kann.

Wie aus der offizielle Bericht aus der Krise hervorgeht, wurden Probleme im Laufe des Tages mit Computer, Kommunikation und Koordination aufgebaut. August 2003-Blackout gipfelte von Leitsystemen, die waren aus der starre Zeitpläne bei Generatoren, Service und einem Netzbetreiber, der notwendige Flexibilität von marktorientierten Stromanbieter verlangen konnte.

Mit drei Alterung Kraftwerke stillgelegt am Tag zuvor waren die Bedingungen reif für Ärger. Wenn eine überladene Stromleitung von überschüssiger Wärme sackte und einem Ast berührt, es kurzgeschlossen — das war um 14:00 und südlich von Cleveland aufgetreten. Computer, Kommunikation und Koordination-Funktionen wurden nicht ausreicht, um den Tag retten und verhindern, dass die Verdunkelung, die zwei Stunden später geführt.

Verbesserung der Stromnetz Zuverlässigkeit

Der 2003 Blackout hatte viele Lektionen, aber für die Industrie und Regulierungsbehörden, die große war: Raster-Zuverlässigkeit Regeln verbindlich und durchsetzbar zu machen. Aber zusätzlich zu den Top-Down-Zuverlässigkeit Kontrollen, Regulatoren sind jetzt auch Platz für Innovationen und Flexibilität, die zurück an diesem Tag im August 2003 benötigt wurden. Reformen dieser Art bieten auch für geringere Kosten und einfacher Annahme der erneuerbaren Energien sowie größerer Zuverlässigkeit.

Die System-weite Stromausfälle, die große Flächen in der Vergangenheit getroffen haben zeigen, dass flächendeckende Systeme in der Regel Regional-Skala eine angemessene Koordinierung fehlt. Den letzten Federal Energy Regulatory Kommission (FERC) befiehlt Adresse pfarrlichen Grenzen, die Flexibilität zu begrenzen, und Strom Transfers und Zusammenarbeit über Grenzen hinweg zu verbessern.

Effizienz und Reaktion auf die Nachfrage nutzen FERC Reformen, die erhöhen die Flexibilität und Zuverlässigkeit zu verbessern, auch Verbesserung der Integration von erneuerbaren Energien und besser machen. Eine Morediversified-Energieversorgung mit mehr dezentrale Stromerzeugung reduziert von Natur aus US-Anfälligkeit für Stromausfälle.

Die größte Innovation in der Verwaltung des Stromnetzes in den letzten 10 bis 15 Jahren ist die regionale unabhängigen Systembetreibers oder ISO. Die ISO koordiniert die Netzplanung und Operationen für den Bereich betreut seine Mitgliedsunternehmen. Generatoren und Dienstprogramme interagieren durch die ISO zu koordinieren und Geschäfte tätigen. Wenn Reife, eine ISO-Datei auch konsolidiert sonst Praktiken über ein größeres Gebiet fragmentiert, schaffen sofortige Einsparungen durch Reserven geteilt – und Aggregate und glättet die Variabilität der Windenergie.

Unabhängige Netzbetreiber wurden nicht im Jahr 2003 so ausgereift wie heute. Dennoch, im Westen der Vereinigten Staaten (mit Ausnahme von Kalifornien) ISOs sind nicht vorhanden und Reformen wurden unglaublich langsam.

Eine weitere viel versprechende Entwicklung ist eine freiwillige "Ungleichgewicht Energiemarkt" oder EIM. Die Vorteile eines umfassenden unabhängigen Systembetreibers oder mehr konzipiert eng automatisierte Ungleichgewicht Markt wie ein EIM bieten, dass die viel enger Abstimmung zwischen Raster Stromkabel und Raster Stromerzeuger benötigt. Mit modernen Kommunikationsmitteln und Steuerelemente können Betreiber in solchen Systemen ungenutzte Flexibilität innerhalb des Stromnetzes zu erkennen und machen das Power System zuverlässig, wirtschaftlich und besser geeignet für die Absorption von erneuerbaren Energien.

Wie der Klimawandel macht Bedingungen zur Stromerzeugung anspruchsvoller und Fossil befeuerte Anlagen von heißer Witterung und Dürren betroffen sind, trades mehr Flexibilität und unerwartete Energie zwischen Power-Provider benötigt werden, um Stromausfälle zu vermeiden.

Allein im vergangenen Jahr hat eine Änderung bestellt worden, die Zuverlässigkeit und Flexibilität im Stromnetz zu erhöhen. FERC hat eine Änderung an eine alte Praxis, die gilt für Energieversorger, große ISOs und kleine Hilfsprogramme, bestellt, der noch Bedarf, die Planung von Energie-Transfers zwischen Raster eingestellt und in einer einstündigen Blöcken unverändert. Dies reduziert die Flexibilität, die von einem benachbarten Dienstprogramm oder der Generator mit Strom versorgt werden kann. Es bietet auch keine Flexibilität bei der Bewältigung der stetig wechselnden Strombedarf im Laufe des Vormittags und abends Rush hour in der Startaufstellung, bekannt als "Rampen." FERC im Auftrag 764, erforderte, dass Getriebe Zeitpläne im 15-Minuten-Takt, entworfen, um die Kosten für die Integration von erneuerbaren Energien in der Regel veränderbar sein.

Ökonomen FERC und in der im Entstehen begriffenen Energiespeicher Industrie erkannte auch, dass Generatoren wenig Anreiz haben, ihre Leistung beim angewiesen, Flexibilität zu ändern. Die Abhängigkeit von großen, starren Dampferzeuger (in der Regel Kohle und nukleare) hat das Netz weniger anpassungsfähig.

Überlegene Leistung für den Ausgleich von Angebot und Nachfrage zu erkennen, hat FERC einen neuen "Pay for Performance" Entschädigung Ansatz. Dies hat weitere und schnellere Reaktionsmöglichkeiten aus vorhandenen Energieerzeuger, kundeneigene Ausrüstungen und Evennew Speicherressourcen (wie Schwungräder und Batterien) gezogen.

Während ein Großteil der Aufmerksamkeit und Kontroversen über interregionale Zusammenarbeit im Bereich Energieversorger auf die langfristige Planung für neue Getriebe oder die Zuverlässigkeit der importierten macht konzentriert, gibt es große Verbesserungen, die die Vereinigten Staaten in den Betrieb des bestehenden Systems zu machen. Die Nation kann anzupassen, Kontrollen und Vorschriften, die die Vorteile der Koordination, mehr Austausch von Informationen und geringere Kosten zu erkennen.

Manchmal dauert es Blitz oder einem Stromausfall, aufwachen und neu zu bewerten, wie wir Dinge getan haben. 2003 Northeast Blackout hatte diesen Effekt, wenn wir nur auf halbem Weg durch die Veränderungen sind, was, die wir wissen, dass wir brauchen.

Die spezifischen Bedürfnisse von Europa und Nordamerika

Was verursacht Stromausfälle in Nordamerika und Europa ist nicht das, was die meiste Aufmerksamkeit bekommt. Die Power-Grid-Systeme, kein Mangel an Kraftwerke, sind das Problem. Werfen Sie einen Blick auf die 13 große Stromausfälle, die im Laufe der Jahre rund um den Globus stattgefunden haben, und sehen, dass die Probleme, mit denen, die wir konfrontiert, sind, nicht, weil wir sind nicht genügend Kraftwerke bauen.

Nur einer der Ausfälle, Juli 2012 in Indien lag an mehr Strombedarf als durch die vorhandenen Ressourcen versorgt werden könnte. In den industrialisierten Volkswirtschaften Nordamerikas repariert, Menschen öfter Stromausfall durch eine subtile und schwierige Herausforderung: das Stromnetz ist anfällig für Systemausfälle und Modernisierung benötigt.

Seit Jahrzehnten konzentrierte sich die Besorgnis über Stromnetz Zuverlässigkeit auf um sicherzustellen, dass eine ausreichende Anzahl von Kraftwerken gebaut wurden. Und noch heute die meisten die Aufmerksamkeit der Politik, die finanziellen Bedürfnisse und erweiterte Planung widmen sich enorme neuen Kraftwerke zu bauen. Dies ist ein Überbleibsel aus vergangenen Jahrzehnten als Zunahme der Stromverbrauch war hoch, und die Zeit dauerte es, um ein Kraftwerk zu bauen wuchs. Aber wenn man sich ansieht was große Stromausfälle verursacht hat, nicht genügend Kraftwerke war nur ein Faktor in der Indien-Beispiel, wo Menschen werden mit dem Alter Strom hinzugefügt und Dienstleistungen erreichen allmählich mehr Gemeinden.

In Nordamerika und Europa haben wir einen anderen Satz von Bedenken. Last Wachstum ist knapp 1 Prozent pro Jahr und Regierungen haben erhebliche Investitionen in neue Generation und Technologien zur Energieeinsparung und Nutzung erneuerbaren Energien gemacht.

Dennoch machen jedes Jahr die Regulierungsbehörden und Utility-Industrie eine Reihe von Mitteilungen, die einen Vergleich der erwarteten und der erwarteten Nachfrage. In vielen Staaten ist diese Berichterstattung gesetzlich vorgeschrieben. Die Zahlen in diese Vergleiche sind einfache Mathematik. Bei der Überprüfung, fühlt sich jeder sicher sein, die die Stromversorgung ist groß genug, um die Nachfrage zu befriedigen, oder die die Investitionen kommen – und die erforderlichen Rechnungen für diese Versicherung bezahlt werden. Auch Texas, mit seiner Energie Crunch, hat 150 Neuanlagen im Planungsprozess.

Leider ist es unerwartete Störungen in der Regel auf die Drähte, die fast jeder Blackout verursachen. Stürme, Dürren und Brände Knock-out ganze Teile des Systems; Steuerungsfehler und flubbed Vorgänge auslösen Abschaltungen; Koordination-Ausfälle verursachen Überladungen. Übertragungssicherheit ist sehr viel komplexer als die Angemessenheit der Generation-Flotte.

2013 im Vergleich zu 2003

Im August 2003 nordöstlich Blackout resultierte aus einer Kombination der wichtigsten monitoring-Systeme werden Generatoren reagiert nicht wie erwartet oder angefordert, offline, und dann eine überladene Line Absacken von überschüssiger Wärme und Kurzschlüsse an einen Baum. Offensichtlich zu den Experten, dieser Stromausfall hätte verhindert werden können wenn die Raster Zuverlässigkeit Regeln, einschließlich Baum-Zutat, obligatorisch waren, und das System für die Kommunikation benötigt und Zusammenarbeit waren durchsetzbar.

Während die Aufmerksamkeit der Dienstprogramme und Politiker auf der größten Kraftwerke wurde, wurden die Methoden für die Ausführung des Systems im Jahr 2003 vernachlässigt. Koordination zwischen Versorgungsunternehmen, Annahme der flexible Zeitpläne und Verwendung präzise Prognosen erlauben das Übertragungsnetz zuverlässig funktioniert. Verantwortung war durch die alte territoriale Grenzen zwischen Versorgungsunternehmen, geteilt worden, auch wenn das System mehr regionale immer wurde.

Die Schaffung und Stärkung der regionalen brachte unabhängigen Systembetreiber große Fortschritte in den Regionen, denen sie dienen. Jedoch weiterhin die Versorgungswirtschaft zu kämpfen, um die Stromflüsse über Grenzen, Informationsaustausch und Zusammenarbeit zu verbessern. Diese Reformen sind entscheidend für die Zuverlässigkeit zu erhöhen und Kosten zu senken.

Bemerken Sie in der Zusammenfassung der 13 Stromausfälle unten chronologisch aufgelistet, wie das Wetter und die Operationen des Rasters die Stromausfälle verursacht. Koordination und bessere Informationen, anstatt eher altmodischen Kraftwerke sind die nachgewiesene Notwendigkeit, die zuverlässiger Stromnetz Systeme bieten könnte.

Oktober 2012, Hurrikan Sandy: Hochwasser gefährdeten Ausrüstungen beschädigt und umgestürzte Bäume die Stromzufuhr auf 8,2 Millionen Menschen in 17 Bundesstaaten, dem District Of Columbia und Kanada, viele für zwei Wochen. Die Auswirkungen von steigenden Meeresspiegel und Überschwemmungen führen zu einer Neubewertung der lokalen Designkriterien.

30 und 31, Juli 2012, Nordindien: hoher Nachfrage, unzureichende Versorgung Koordination und Übertragung Ausfällen führte zu einem sich wiederholenden Power System Zusammenbruch, die Hunderte von Millionen Menschen auf einer Fläche betroffen, das ist die Hälfte der indischen Bevölkerung. Vier wichtige Leitungen wurden in den vergangenen Tagen offline geschaltet. Mitten im Sommer die Nachfrage im Norden übertroffen Nahversorgung, so dass die Einfuhren und Transfers aus dem Westen lebenswichtig. Überforderung ausgelöst eine Übertragungsleitung. Innerhalb von Sekunden stolperte zehn zusätzliche Leitungen. Bedingungen und Misserfolg wiederholt am folgenden Tag wieder. Eine Prüfung ergab schlechte Koordination der Ausfälle und regionalen Support-Vereinbarungen.

Juni 2012, Derecho: Wind-Sturm beschädigt, Bäume und Ausrüstung, die Stromzufuhr zu ca. 4,2 Millionen Kunden in 11 Midwest und Mid-Atlantic Bundesstaaten und dem District Of Columbia. Weit verbreitete Baum Clearing und Linie Restaurationsarbeiten in vielen Fällen dauerte 7 bis 10 Tage.

Oktober 2011, Nordosten der USA: eine Aufzeichnung, die frühen Schneesturm Bäume und Leitungen herabgebracht. Ausfall-Restaurierung konnte nur die Beseitigung von Schnee und umgestürzte Bäume folgen. Mehr als 3 Millionen Kunden in Mid-Atlantic und New England Staaten waren ohne Strom, viele für 10 Tage.

8. September 2011, Kalifornien-Arizona: die Übertragungsfehler wurde von Southern California starke Abhängigkeit von Energie-Importen aus Arizona, ein ständiges Problem eingerichtet. Heißes Wetter nach dem Ende der Sommersaison Konflikt wie durch den Stromnetz engineering Zeitplan bestimmt mit Energieerzeugung und-Übertragung Ausfälle für Wartungsarbeiten geplant. Dann zwei Schwächen — Einsatzplanung und Echtzeit-Situationsbewusstsein — links Betreiber eines Technikers Fehler große Vermittlungseinrichtungen anfällig. Dieser Ausfall dauerte 12 Stunden, die 2,7 Millionen Menschen betreffen.

28. August 2003, London: zwei Kabel ist fehlgeschlagen, und ein undichter Transformator die resultierenden Ströme nicht umgehen konnte. Ein Teil der Stadt und südlichen Vororte, in Höhe von 250.000 Kunden waren ohne Leistung von 18:30 bis 19:00 als Stromanbieter für alternative Schaltungen arrangiert.

14. August 2003, Nordosten der USA und Ontario: ein Übertragungssystem ist aus vielen Gründen fehlgeschlagen, alle diejenigen, die Menschen in große Ausfälle Jahre zuvor gesehen hatte. Informationen waren unvollständig und falsch verstanden; unzureichende Baum trimmen verursacht einen Kurzschluss; und Betreiber fehlte es an Koordination. System Ungleichgewichte und Überladungen, die früh in den Tag gesehen wurden nicht aufgrund mangelnder Koordination Durchsetzung korrigiert. 50 Millionen Menschen in acht Staaten und Ontario waren ohne Strom für bis zu vier Tage.

25. Juni 1998, Ontario und Nord-Zentral-USA: Gewitter in Minnesota initiiert ein Übertragungsfehler. 345-kV-Leitung wurde vom Blitz getroffen. Zugrunde liegenden unteren Leitungen überlastet. Blitz schlug bald eine zweite 345-kV-Leitung. Kaskadierende Übertragung Linie Unterbrechungen fortgesetzt bis die gesamte nördliche Midwest vom östlichen Stromnetz getrennt wurde, bilden drei isolierte "Inseln" mit macht. 52.000 Menschen in den oberen Mittelwesten, Ontario, Manitoba und Saskatchewan sah Ausfälle von bis zu 19 Stunden.

2-3 Juli 1996, Westküste: die Übertragung Ausfall begann, als eine 345-kV-Leitung in Idaho überhitzt und in einen Baum sackte. Dann stolperte eine Schutzvorrichtung auf eine Parallelübertragung Linie nicht falsch. Andere Relais ausgelöst zwei Wyoming Kohlekraftwerke. 23 Sekunden lang blieb das System in prekären Gleichgewicht, bis eine 230-kV-Leitung zwischen Montana und Idaho ausgelöst. Abhilfemaßnahmen getrennt das System in fünf vorgefertigte Inseln Kunde Ausfälle zu minimieren. 2 Millionen Menschen in den USA, Kanada und Mexiko verlor macht für Minuten bis Stunden.

10. August 1996, Westküste: heißes Wetter und unzureichende Baum-Zutat Einrichten eines Getriebes zusammenbrechen. Durch den Nachmittag kurzgeschlossen fünf Stromleitungen in Oregon und Washington auf Bäumen. Dieses stolperte aus 13 Wasserkraft Turbinen von BPA bei McNary Dam am Columbia River betrieben. Schuld fiel auf unzureichende Baum-trimmen-Praktiken, unsachgemäße operative Studien und falsche Anweisungen den Disponenten. Rund 7,5 Millionen Kunden verlorene macht in sieben westlichen US-Staaten, zwei kanadischen Provinzen und Baja California, Mexiko, über einen Zeitraum von mehreren Minuten bis sechs Stunden.

22. Dezember 1982, Westküste: mehr als 5 Millionen Menschen im Westen macht verloren, nachdem eine große 500-kV-Fernmeldeturm hohe Winde umgestoßen. Der Turm fiel in eine parallel-500-kV-Leitung-Turm und das Scheitern mechanisch kaskadiert und drei weitere Türme auf jeder Zeile fehlschlägt verursacht. Als diejenigen fiel, schlagen sie zwei 230-kV-Leitungen unter den 500-kV-Leitungen kreuzen. Ab diesem Zeitpunkt Koordination Vorhaben gescheitert, und Kommunikationsprobleme verzögert Steuerbefehle. Backup-Pläne ist fehlgeschlagen, da die Koordination-Geräte nicht für eine solche schwere Störung festgelegt wurden. Daten angezeigt, Betreiber war unklar, korrigierende Maßnahmen zu verhindern.

13. Juli 1977, New York City: Übertragungsstörungen wurden verursacht durch einen Blitzschlag Herunterfahren Linien und die Auslösung von der indischen Punkt Nr. 3 Atomkraft Erzeugungsanlage offline. Wenn ein zweite Blitzschlag den Verlust von zwei weitere 345-kV-Leitungen verursacht, verlor die letzte Verbindung nach New York City im Nordwesten. Überspannung, Überlastung und menschliches Versagen folgten. 9 Millionen Menschen in New York City erlitten Ausfälle und Plünderungen bis zu 26 Stunden. Schlechte Koordination, fehlerhafte Sicherheitsausrüstung und begrenztem Gewahrsein Bedingungen trugen zu dem Ausfall.

9. November 1965, Nordosten der USA und Ontario: das Übertragungsnetz ist fehlgeschlagen aufgrund einer falschen Einstellung auf eine Schutzvorrichtung in der Nähe von Niagara Falls. Unsachgemäße Koordination verursacht vier weitere Linien zu trennen. Ungleichgewichte weiterhin bis macht für 30 Millionen Menschen nicht zu schwingen. Der Ausfall dauerte bis zu 13 Stunden.

Dieser Artikel erschien zuerst als Kein guter Tag in der Nachbarschaft auf dem Blog The-Gleichung. Die Meinungen sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Meinung des Herausgebers. Diese Version des Artikels erschien ursprünglich auf LiveScience.com.