美國電網是有史以來最大、最複雜的機器。這也是老化及以下氣候災害造成的壓力日益增加例如野火、颶風和熱浪。

近十年來，電網在以下領域發揮了重要作用：多個州發生野火，包括加州、夏威夷州、俄勒岡州和明尼蘇達州。什麼時候風速氣溫高、濕度低，地上等電力基礎設施電源線可能會吹進植被或與其他部件產生火花，引發火災，然後大風蔓延。

在下面極端條件，公用事業公司可能會選擇關閉其服務區域部分電網的電源，以減少野火風險。這些停電被稱為公共安全斷電，主要發生在加州，那裡的野火已成為規模更大、更具破壞性近幾十年來。

2024 年 4 月 5 日至 6 日，科羅拉多州公用事業公司 Xcel Energy 執行了該州的首次公共安全斷電，切斷電源數千名客戶在強烈的暴風雨之前。公職人員和 Xcel 客戶抱怨說，他們沒有收到足夠的警告或解釋。州長賈里德·波利斯 (Jared Polis) 已指示州監管機構調查該事件並為未來提出更好的程序。

我是一個電氣和計算機工程師，並研究高效運行電網。我也住在博爾德縣，那裡發生了風驅動的野火2021 年將摧毀 1,000 多棟房屋。由於氣候驅動的極端天氣對老化的電網組件造成壓力，這些停電可能會在更多地方變得更加普遍。這使得了解和評估公用事業公司的公共安全關閉計劃變得非常重要。

一個複雜的系統

關閉電源並重新打開（用公用事業的話來說，斷電和重新通電）需要的不僅僅是扳動開關。電網是一個複雜的系統即時保持平衡從發電廠流入到客戶的電力之間。

電力線沒有能力儲存電力供以後使用，必須立即使用。這使得電網不同於其他關鍵基礎設施。供水網路可以在管道中儲存水，如果交通無法暢通，道路可以支持汽車停頓。

由於電網無法儲存電力，停電和復電必須分階段進行，以確保電網需求側的變化不會太快，供應側難以適應。發電廠無法立即啟動：有些可以在幾分鐘內啟動，而有些則需要幾個小時，取決於它們的年齡、設計和使用的燃料類型。而且他們通常無法透過輕按開關將發電量從 10% 提高到 90%。

當公用事業公司在停電後恢復供電時，隨著許多家庭中的設備重新啟動，會產生瞬間的用電量大幅高峰。電網還需要時間來適應需求的激增。公用事業公司可以在恢復供電之前目視檢查電源線以檢查是否有損壞。這

局部電網的複雜性可能會使這些中斷看起來像是不均勻或任意實施的。為您家供電的配電變壓器可能與街對面鄰居供電的配電變壓器完全斷開，從而使您的街區陷入黑暗，而下一個街區的燈卻亮著。

公用事業公司可能會因為其網路中某個地方存在客戶看不到的風險而斷電。公用事業公司並不總是能夠對發生斷電的區域進行微調。

制定停工計劃

加州一直是公共安全斷電的試驗場。州公用事業委員會2012年批准了它們作為減輕公用事業設備引起的野火潛在影響的一種方式，它已發布法規指導公用事業公司何時可以斷電。該規定要求電力公司提前通知客戶，並在每次計畫停電後10天內提交詳細報告。

在過去的十年裡，數百萬加州人經歷了這些關閉。獨立研究機構 PSE Healthy Energy 2023 年的一項審查發現，受影響最嚴重的縣（主要位於南加州）平均每年四到五次公共安全中斷，平均持續 48 小時。

俄勒岡州也緊跟其後，2022 年採用公共安全關閉規則，但許多其他司法管轄區尚未制定正式協議。相反，這些關鍵決策取決於公用事業公司。制定複雜的公共安全停電計畫需要對公用事業公司的區域有廣泛的了解，並準確評估哪些區域是高風險區域。

然而，公用事業公司在低壓配電網（系統中為社區供電的部分）中並不總是擁有豐富的傳感器，並且可能缺乏對各個組件的極其精細的控制。事實上，計劃外停電通常必須是手動報告。許多公用事業公司正在安裝智慧電錶，其中一些可以自動報告斷電狀況回到實用程式。

電力供應商也採取其他措施來加強電網抗災能力，例如埋設電線。但根據地點的不同，此策略對於低壓配電網和每英里數百萬美元用於高壓輸電線路。這些項目需要複雜的成本效益計算，其成本最終將轉嫁給電力消費者。

為公共安全停電做好準備

對某些人來說，失去權力只是一個小小的不便。對其他人來說，如果他們需要電力來冷藏基本藥物、充電，這可能意味著生與死的差異。便攜式製氧機或將家中溫度維持在安全範圍內。

公用事業公司應在公共安全關閉的每一步中與客戶保持聯繫，首先提醒他們為重要設備充電並採取措施其他準備步驟。他們也應該轉移那些有醫療狀況或其他需要從停電區域取得電源的問題。

為了使這種合作成為可能，公用事業公司需要更好地了解配電網的狀態、更詳細的系統模型以及改進的測量和感測策略，以幫助他們對野火風險進行準確和細緻的評估。

最後，公用事業公司需要使其決策更加透明。沒有人喜歡斷電，因此納稅人必須了解停電的原因和方式，以及公用事業公司正在採取哪些措施來盡可能安全可靠地提供電力。

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