电力公司的弹性准备:沿海城市的必要条件

发表于: 
2020 年 5 月 29 日
作者: 
伊沙克苏丹

亚洲对自然灾害可能造成的破坏并不陌生。自 1900 年以来,非洲大陆约有 2000 万人因干旱、洪水、地震、飓风和海啸而丧生[1].今天,该地区仍然面临更多相同的情况。  据亚洲开发银行称,该地区的经济进步将因全球变暖而加剧的洪水、山体滑坡和其他灾害数量的增加而受到破坏。这清楚地提醒人们,亚洲许多人口稠密且不断扩大的沿海城市将仍然容易受到风暴和洪水等与天气有关的灾害的影响。根据灾害流行病学研究中心的数据,在过去的一个世纪里,亚洲因自然灾害而损失了大约 1 万亿美元,而且没有放缓的迹象。

旋风及其对印度的影响

研究表明,自然灾害损失约占印度国内生产总值 (GDP) 的 2% 和高达中央政府收入的 12%[1].印度次大陆 40% 的人口居住在海岸线 100 公里以内,是世界上最容易受到飓风和洪水侵袭的地区之一。我们已经看到了这种脆弱性:过去十年中最严重的气旋中有 8 个在西海岸登陆,包括气旋 Fani、Ockhi、Vardah、Hudud、Phailin、Helen、Nilam 和 Phyan。

COVID-19 和气旋安潘

尽管 COVID-19 已经给医院、数据中心、政府机构、公用事业以及食品分配和配送系统带来了压力,但自然灾害造成的进一步破坏威胁到社区的运作能力。 5 月 20 日,2 级飓风安潘在加尔各答海岸引发风暴潮和 5 米高的海浪。安潘的破坏使这座城市陷入停顿。加尔各答光纤网络的损坏也使仍处于 COVID-19 封锁状态的居民与外界完全断开连接。由于这座城市的大部分地区仍处于黑暗之中,许多医院、关键和紧急设施正面临着最大的威胁,因为碎片、损坏的车辆以及被淹的医疗和检测中心造成的路障已经威胁到它们的可操作性。

Amphan 的基础设施损失估计为 132 亿美元,而且仍在计算中[2],并且电网正在遭受一些最严重的影响。

对电力基础设施的破坏和对弹性的需求

从倒塌的架空电缆、路灯和变压器,到部分被淹没的变电站和损坏的柴油发电系统,飓风揭示了加尔各答的电力基础设施是多么脆弱。时速 105 英里的阵风,加上大雨,使低洼地区被淹,并导致输配电系统发生故障,影响 1400 万人[3].

建设一个能够及时有效地抵抗、吸收、适应和从危害影响中恢复的弹性电力基础设施是所有关注设备运行和相关人员安全的建筑物的需要。

加尔各答为应对安潘飓风等不可避免的情况采取弹性措施提供了明确的论据。下面列出的简单策略以及先进的电力系统强化技术,不仅可以确保在未来的灾难性事件中为压力大的医院、社区中心和政府办公室提供不间断的电力供应,还可以确保那些依赖这些服务的社区居民的电力供应。

区域和全球经验

孟加拉湾的另一个沿海城市在 2016 年 12 月飓风瓦尔达袭击时也有类似的经历。它摧毁了 10,000 根电线杆,损坏了 800 台变压器并影响了 1850 兆瓦的发电系统,使 700 万人在黑暗中度过了一个多星期[4].

这种反应不是孤立事件。 2012 年夏天,一场 Derecho 风暴导致大西洋中部有 200 万人断电。它获得电力的速度如此之快,以至于大多数受影响的社区几乎没有时间准备,急于使用发生故障的备用发电机或立即中断的电话服务。该国的大部分架空、模拟和径向配电系统的设计不能承受冰、风和暴风雪。但重要的是要从这些经验中学习并为未来做准备,就像世界各地的几个校园和城市所做的那样。

纽约大学朗格尼健康中心 是一家位于纽约州纽约市的世界知名医院。在 2012 年超级风暴桑迪期间断电后,医院在公用事业服务和运营方面遇到了重大挑战,迫使患者紧急撤离,校园关闭了两个月。为确保此类事件不再发生,医院开始进行广泛的弹性改进,包括努力获得 PEER 白金认证。  

NYU Langone 实施了电力系统加固策略,例如安装防洪屏障,并使用钢制防洪门重新设计了能源大楼的墙壁,以抵御未来的潮汐和风暴潮条件。这些实施使纽约大学朗格尼分校的八栋建筑校园能够抵御 500 年的洪水,并帮助减少了 15 亿美元的运营和破坏成本。

此外,NYU Langone Health 拥有一座 11 兆瓦的高效热电联产厂,作为其主要来源的电力供应损失的替代电力来源。他们实施了显着的洪泛区避让措施,将 100% 的电力线埋入地下,并采用最先进的运营、管理和安全程序。这些全面的调整已经奏效:2017 年持续中断为零。

公用事业或配电公司为我们的企业、家庭和社区提供电力。他们满足我们日常需求的能力意味着我们依靠他们的服务和能力来应对出现的挑战。

田纳西州查塔努加的电力委员会 (EPB) 为大查塔努加和北乔治亚州部分地区的 177,000 户家庭和企业提供服务。查塔努加经常经历严重的雷暴和龙卷风,导致停电,阻碍城市的生计和经济增长。  为了解决这个问题,该市环保局创建了一个创新的光纤网络,为为居民提供弹性电力的智能、冗余和自愈电网奠定了基础。 EPB 的配电电路还具有智能硬件的自动恢复能力,如智能开关和自动可以自动测试和重新闭合的重合器使电路通电,隔离故障并重新在没有人为干预的情况下路由电源。大约 94% 的 EPB 客户可以通过两条配电路径获得电力,这意味着电力可以采用从源头到客户的替代路线,以避免电网出现故障或易受攻击的部分。 EPB 系统于 2012 年进行了测试,当时两次大风暴在查塔努加大部分地区断电。由于电力基础设施的改进,大部分系统的电力在几小时而不是几天内就恢复了。

向前进

了解弹性的重要性和对可靠电网基础设施的需求从未像现在这样重要。正如加尔各答向我们展示的那样,无论我们可能面临什么其他挑战,自然灾害都将继续发生。当这种情况发生时,我们的应变准备将发挥重要作用。通过将重点转向让我们的社区运转的公用事业,我们可以节省资金、改善我们的环境足迹,甚至挽救生命。  

 

 

[1] //www.thestatesman.com/cities/cyclone-vardah-affects-1-850-mw-power-generation-in-tn-1481621390.html

[2] //ncrmp.gov.in/cyclones-their-impact-in-india/

[3] //edition.cnn.com/2020/05/22/weather/cyclone-amphan-damage-intl-hnk/index.html

[4] //earthobservatory.nasa.gov/images/146749/amphan-batters-india-bangladesh

[5] http://recap.asia/climate-asia/Natural-Disasters-In-Asia