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三个步骤将帮助波多黎各的电网在下一次飓风中幸存下来

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由于飓风玛丽亚,波多黎各的电力线被摧毁
图片来源:美国能源部

2017 年 9 月 6 日,飓风艾尔玛袭击了波多黎各,造成 100 万人断电。两周后,即 9 月 20 日,飓风玛丽亚结束了工作,摧毁了该岛近 100% 的电网。

10 月初,州长里卡多·罗塞洛 (Ricardo Rosselló) 乐观地 预计 95% 12 月中旬将恢复供电。但是,截至 2017 年 12 月 29 日,该岛的公用事业仅 报告 70%.

波多黎各持续的电力灾难将电网弹性这一沉闷的话题推向了国际聚光灯下。随着 FEMA、陆军工程兵团和 PREPA(波多黎各电力局)竞相将岛上的电网重新连接在一起,各个领域的专家正在提供建议。

人们普遍认为,该岛最近破产的公用事业公司多年投资不足和维护不善导致了这场灾难。然而,关于如何重建电网以更好地抵御未来的飓风,人们的共识要少得多。

专家意见

在岛上运营几家发电厂的全球电力公司 AES 表示, 迷你电网是答案的重要组成部分.纽约电力局的领导人从超级风暴桑迪中吸取了无数教训,与波多黎各的领导人和各种贸易团体合作,全面了解可靠性。他们 12 月中旬的报告称为 重建得更好,推荐了一长串改进,主要集中在使电网组件更能抵御洪水和飓风。

甚至埃隆马斯克也提出了意见。在与该岛州长的 Twitter 交流中,马斯克提供了特斯拉的太阳能电池板和电池,作为对一些最关键领域的快速解决方案。

马斯克不仅仅是提出建议。他证明了这一点。仅用 19 天,Telsa 的团队就构建了完整的太阳能 + 电池系统,为圣胡安儿童医院全面恢复供电。

在浏览了所有专家建议后,他们的建议可以合并为三个简单的步骤……

第 1 步:恢复供电

在专家、政治家和权威人士之间的所有对话中,最明显和最重要的一步往往被认为是理所当然的。建立更具弹性的电网的第一步是为仍然没有电网的数百万人恢复供电。

FEMA 的工作是尽快恢复供电。即使有时间设计更新、更可靠的电网, 斯塔福德赈灾和紧急援助法 只允许 FEMA 按照其初始设计重建基础设施——升级和改进不在其章程之内。

因此,无论我们喜欢与否,波多黎各的大部分电网都将围绕已有数十年历史的设计进行重建。如果我们想要一个更好、更有弹性的网格,我们将不得不考虑在当前网格再次工作后对其进行升级。

第 2 步:强化基础架构

佛罗里达已经证明您可以使电网更具弹性。基于 2005 年飓风威尔玛造成的长达数周的大规模停电,该州投资了 30 亿美元来“加固”其电网。当 Irma 以每小时 145 英里的风速袭击该州并且 600 万人断电时,佛罗里达州的公用事业得以恢复 10天内99%的电量.

纽约的飓风教训甚至是最近的。超级风暴桑迪于 2012 年袭击了该州,当时 东海岸历史上第二大代价高昂的天气事件.纽约,这是 波多黎各人的家园比任何其他州都多,不仅分享了自己的经验,还挽起袖子。该州最大的公用事业公司联合爱迪生公司向波多黎各派遣了 220 辆卡车和 350 名公用事业人员,帮助重建电网和恢复电力。

重建波多黎各的电网
图片来源:Mark Dye,Con Edison

硬化网格意味着很多事情,包括:

  • 安装水泥或特种钢制成的抗风电杆。
  • 将“分离式”连接器放在电线杆上,这样当一根电线杆倒下时,它就不会像多米诺骨牌一样拉动所有其他电线杆。
  • 在变电站周围建造围墙,以防止洪水潮导致系统短路。
  • 将电线埋在地下以避免飓风。不幸的是,这并不总是有帮助。圣胡安的大部分电力线都在地下,其中大部分都因洪水而短路。

第 3 步:开始使用更多本地能源升级电网

AES 需要迷你电网。埃隆马斯克推销微电网。 重建得更好 为分布式发电提供了理由。这些都是同一主题的变体——本地能源。

波多黎各是过时网格设计的悲剧。看看下面的地图。

波多黎各过时的电网设计
单击以查看完整分辨率。来源:Freeing Energy,维基百科,其他。

几乎所有人口都居住在该岛的东北部,但其三分之二的发电量发生在南部。长距离电力线,也称为输电线路,需要穿越数十英里险峻的山地地形,这样南方的发电厂才能照亮北方的城市。这些输电线路在强风中摇摇欲坠,是今年飓风的主要受害者。更糟糕的是,它们中的许多都非常偏远,只能通过直升机进行修理。

虽然推出需要数年时间,但当地能源是下一次飓风到来时保持波多黎各灯火通明的最佳方式:

使用微电网确保最重要的建筑物保持供电。 美国能源部已确定 200 个地点 这可以从微电网中受益。其中包括医院、警察局、水处理厂和紧急避难所。

在靠近人口中心的地方建造发电厂。 事实上,在修理输电线路时,第一个陆军工程兵团还在圣胡安郊外安装了 50 兆瓦的新发电设备。

波多黎各东北部的 Palo Seco 工厂正在安装新的 50 MW 发电机。图片来源:美国陆军工程兵团

使用太阳能减少对燃料油发电厂的依赖。 PREPA 每年在柴油和燃料油上花费 20 亿美元 to provide 70% 岛上的力量。昂贵且肮脏的化石燃料电力是波多黎各人电费几乎是美国平均水平的两倍的原因之一。它还破坏了弹性,因为这些工厂中的大多数只能保持几周的燃料供应。尽管岛上的几个 127 MW 太阳能发电场 在飓风中被摧毁,专为强风设计的那些幸存下来。事实上,得益于深思熟虑和坚固的设计,圣胡安 VA 医院屋顶太阳能电池阵列 继续经营 即使在每小时 180 英里的风中。

全世界都在注视

可悲的是,波多黎各已成为电网未来的非自愿实验室。一线希望是,该岛的危机迫使人们就我们建造和运营为我们的国家和世界提供动力的所有电网的方式展开一场迟来的对话。

随着专家的调查和分析,一个想法正在超越其他想法:集中式电网实在是太脆弱了,无法承受不断增加的重大天气事件的频率和强度。幸运的是,微电网、微型电网和其他分布式资源等本地能源解决方案不仅更具弹性,而且成本也越来越低。

图片来源:Mark Dye,Con Edison

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