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紐約大停電讓民眾“見證歷史”:美國電網(wǎng)究竟出了啥問題

2019-07-18

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  當?shù)貢r間7月13日,美國紐約發(fā)生大面積停電,,地鐵停運,,路燈、交通燈“熄火”,,“拉丁女王”詹妮弗·洛佩茲的演唱會也因此被迫中斷,。

  當天恰逢1977年紐約大停電42周年,紐約#blackout(大斷電)迅速成為推特熱門話題,,人們紛紛po出曼哈頓暗淡的天際線,,并戲稱“見證歷史”,而紐約消防局則接到多起報警,,解救被困電梯和地鐵車廂的民眾,。

  據(jù)電力服務商紐約愛迪生聯(lián)合公司統(tǒng)計,至少7.3萬居民和商戶受到影響,。美聯(lián)社援引紐約市消防局的消息稱,,此次大停電,是由一個變壓器著火所致,。紐約州州長安德魯·科莫表示,,雖然沒有收到人員因停電受傷的報告,但停電本身就完全不可容忍:“這座城市不能發(fā)生這樣大規(guī)模的停電,,這太危險,。”

  就此,,美國電網(wǎng)的安全問題再次成為焦點,。

  “打包的電線和口香糖”

  其實,,早在今年6月南美發(fā)生大規(guī)模斷電后,就有美國專家出來“敲警鐘”,。

  前白宮及五角大樓官員Douglas MacKinnon在??怂剐侣劸W(wǎng)的專欄中寫道:“年度最大的危險信號剛剛在南美洲飄過,數(shù)千萬人在一瞬間被彈回19世紀,。而這樣的‘噩夢’,,隨時可能在美國上演?!?/p>

  根據(jù)美國能源部的數(shù)據(jù),,在所有發(fā)達國家中,美國遭遇的停電事故比其他任何國家都要多,。

  事實上,,美國電網(wǎng)由三個松散“互聯(lián)”的部分組成:東部電網(wǎng)、西部電網(wǎng)和得州電網(wǎng),。原則上,,由于輸電線本身不能儲存電力,所以發(fā)電量和用電負荷必須保持一致,,否則就可能面臨區(qū)域性斷電,。而電網(wǎng)的互聯(lián)性,原本能更好地平衡負荷與發(fā)電的局部失調(diào),,但美國三大局域電網(wǎng)參差不齊的質(zhì)量,,也給停電提供了一個更廣泛的“傳染”渠道,用MacKinnon的話說,,“國家電網(wǎng)實際上一團糟,,就像笑話中所說的‘打包的電線和口香糖’?!?/p>

  2003年8月14日,,俄亥俄州北部的一條高壓輸電線在用電高峰期因發(fā)熱變軟下垂,觸到下方未及時修剪的樹枝后短路,。正常情況下,,這個事故會觸發(fā)總部位于俄亥俄州的公共事業(yè)公司 FirstEnergy控制室的警報,但可惜,,當天的警報系統(tǒng)失靈了,。

  接下來的一個半小時,當系統(tǒng)操作員還在試圖搞清楚到底發(fā)生了什么的時候,,另外三條線路也因過熱陷入樹叢而先后短路,,這導致其他輸電線負載過重接連跳閘,美國東北部8個州及接壤的加拿大南部地區(qū)的電壓全面崩潰,。在這場北美歷史上最大的停電事故中,,共計有5000萬人停電長達兩天,。事件共造成至少11人死亡,經(jīng)濟損失達60億美元,。

  “2003年以來的一個行業(yè)認知是,,你不能只盯著自己的系統(tǒng),還必須關注你的系統(tǒng)對‘鄰居’的系統(tǒng)造成何種影響,,反之亦然,,”加州帕洛阿爾托電力研究所(EPRI)副總裁Arshad Mansoor說,“聯(lián)邦能源管理委員會與其他政府機構合作,,將各電網(wǎng)數(shù)據(jù)導入華盛頓特區(qū)的東海岸-西海岸實時監(jiān)測系統(tǒng),,這有助于人們跨區(qū)域監(jiān)控電網(wǎng)全局,但大家的數(shù)據(jù)參差不齊,,東南部電網(wǎng)的數(shù)據(jù)很不錯,但得州和其他地區(qū)仍然差強人意,?!?/p>

  超負荷運行的電網(wǎng)“心臟”

  在電力傳輸中,大型高壓變壓器起著至關重要的作用,,所以常被稱為供電系統(tǒng)的“骨干”或者“心臟”,。美國國會研究服務中心最近的一份報告顯示,美國只有不到3% 的變壓器是高壓變壓器,,但全國60% 至70% 的電力是通過高壓變壓器供電的,。

  2017年7月,一個重達60噸的高壓變壓器搭乘貨運駁船,,穿越華盛頓州的Diablo 湖被運往廢金屬處理廠,。它是美國羅斯大壩發(fā)電站最初的六個變壓器之一,在宣告報廢之前,,它已服役整整67年,,雖然原則上,大型高壓變壓器的平均使用年限應為40年,。

  由于這些“心臟”的冷卻劑為石油提取物,,且本身由數(shù)十萬伏特的電壓提供動力,如果損壞或接近使用壽命終點,,很大幾率上會發(fā)生爆炸,。“這是大壩真正脆弱的地方,,一顆穿甲彈就足以將它徹底摧毀,,并進一步危及大壩安全?!卑l(fā)電站運營商Jim Phillips說,。

  而每臺設備高達數(shù)百萬美元的造價,,并非是“替換艱難”的唯一原因,更令人頭疼的問題是,,難以買到新的,。據(jù)《美國新聞和世界報導》的調(diào)查,上世紀60,、70年代,,美國大型變壓器制造業(yè)一度十分發(fā)達,但隨著電網(wǎng)布局完成,、變壓器健康運轉(zhuǎn),,其銷售量也開始急速下滑,大批制造廠紛紛倒閉,??缛?1世紀后,想更換一個新的高壓變壓器,,美國就不得不從其他國家——韓國,、以色列或者德國進口。

  而高壓變壓器的運輸,,本就是物流業(yè)的“噩夢”,,海外運輸更加大了其難度。以羅斯大壩發(fā)電站為例,,為了更換這臺變壓器,,他們準備了整整兩年:先取得美國政府頒發(fā)的許可證,再動用兩家專門運輸大型設備的國際公司,,打通數(shù)千英里鐵路線的運輸關節(jié),。

  就算在大壩自家地盤上,拆除舊變壓器也十足費力,。15名工作人員花費近12個小時,,動用兩臺平板卡車,數(shù)臺叉車,,以及一臺叫做“自行走箱柜式移動泵車”的特殊機器,,才將它搬至駁船上。之后,,他們必須等待湖面水位降低1英尺,,才能把變壓器卸至湖邊。

  正因為如此,,在一些高壓變壓器發(fā)生較嚴重故障之前,,“超期服役”被默認為是理所當然的。

  黑客攻擊依然是個問題

  “在引發(fā)停電的諸多因素中,天氣早已不是最可怕的那一個,?!盡acKinnon在專欄中寫道,“網(wǎng)絡威脅日漸嚴重的當下,,電網(wǎng)因黑客攻擊而癱瘓,,將不再是一個‘是否會發(fā)生’的問題,而是‘何時會發(fā)生’,?!?/p>

  去年11月,美國國防部高級研究計劃局(DARPA)就曾下令,,對美國電網(wǎng)進行一次全面的網(wǎng)絡攻擊,。而這,已經(jīng)成為一項定期的“自檢”項目,。

  據(jù)美國國土安全部報告,,如今黑客們已經(jīng)不再正面攻擊美國電網(wǎng)中負責向家庭和企業(yè)分配電力的公用事業(yè)公司,而是通過其數(shù)量龐大的承包商和分包商的網(wǎng)絡植入病毒,。

  為降低未來發(fā)生大范圍停電的風險,,2005年美國新能源政策法案出臺后,美國北美電力可靠性協(xié)會(NERC)提出的46條建議,,由“推薦執(zhí)行”變?yōu)榫哂蟹尚ЯΦ膹娭茍?zhí)行,具體涉及樹木與輸電線距離,、操作人員培訓和電網(wǎng)智能安全,。

  那么,停電風險真的因此被降低了嗎,?卡內(nèi)基梅隆大學的研究人員研究后發(fā)現(xiàn),,自1984年到2006年,影響范圍超過5萬人的停電事件,,發(fā)生頻率保持不變——每年12次,。聯(lián)合研究員Paul Hines表示,按NERC的統(tǒng)計數(shù)據(jù),,美國每25年或?qū)l(fā)生一次2003年的大停電,。

  MacKinnon建議人們,及早備好救生包,,包括水,、不易腐爛的食物、藥品,、急救包,、電池、收音機、手電筒,、蠟燭,、現(xiàn)金和手搖充電器,并在汽車和辦公室各配一個簡易版:“就像任何大型恐怖襲擊一樣,,當某個地區(qū)甚至整個美國發(fā)生大停電時,,你和你的家人能依靠的只有自己,沒有人會騎著馬去救援你們,。眨眼間,,你會失去金錢、食物,、汽油,、通訊、醫(yī)藥,、醫(yī)療,、暖氣、空調(diào)和安全,。祝你好運,。


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