黑啟動(dòng):委內(nèi)瑞拉電網(wǎng)為何如此難以恢復(fù)?
3月7日開(kāi)始的委內(nèi)瑞拉全國(guó)性大斷電至今已造成至少40人死亡(截止到3月15號(hào)),多起搶劫事件,食品停供,斷水、斷氣,和全國(guó)3,100萬(wàn)國(guó)民的經(jīng)濟(jì)損失。
3月11日晚間,美國(guó)稱(chēng)其外交官因當(dāng)?shù)鼐謩?shì)惡化而將離開(kāi)駐加拉加斯大使館。由于社會(huì)影響加重和委內(nèi)瑞拉內(nèi)部權(quán)力斗爭(zhēng)持續(xù),該國(guó)很明顯難以重啟其電網(wǎng)并實(shí)際恢復(fù)電力供應(yīng),年久失修的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)一步惡化了該問(wèn)題。
重激勵(lì)電網(wǎng),也就是所謂的黑啟動(dòng),任何情況下都不是件容易的事。但委內(nèi)瑞拉總統(tǒng)尼古拉斯·馬杜羅( Nicolás Maduro )聲稱(chēng),反對(duì)派領(lǐng)導(dǎo)人胡安·瓜伊多( Juan Guaido )和其他官員基本上沒(méi)有說(shuō)明造成停電的具體原因或恢復(fù)計(jì)劃。政府聲明和報(bào)告表明,大斷電的根源是委內(nèi)瑞拉東部承擔(dān)該國(guó)80%電力供應(yīng)的古里大壩水電站。而已經(jīng)很困難的電力恢復(fù)過(guò)程似乎還因多年來(lái)系統(tǒng)性的忽視而更加步履維艱。另外,委內(nèi)瑞拉是否擁有足夠的專(zhuān)家、勞動(dòng)力和備用設(shè)備來(lái)快速診斷問(wèn)題也尚未可知。
安全電網(wǎng)公司 Cybirical and Ampirical Solutions 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)總監(jiān)兼工程師 Nathan Wallace 表示:黑啟動(dòng)的關(guān)鍵在于弄清到底發(fā)生了什么。這次似乎是因?yàn)槿狈S護(hù)和出現(xiàn)了某些管理錯(cuò)誤。而系統(tǒng)缺乏維護(hù),通常也意味著不具備實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)狀態(tài)所需的可視化設(shè)施。如果黑啟動(dòng)流程不能準(zhǔn)確代表系統(tǒng)狀態(tài),就會(huì)出很多問(wèn)題。
黑啟動(dòng)一般需要獨(dú)立電源來(lái)帶動(dòng)電廠重啟,比如小型柴油發(fā)電機(jī)或天然氣渦輪機(jī)。該過(guò)程常被稱(chēng)作自舉(bootstrapping)。水力發(fā)電廠在設(shè)計(jì)上就是可以自舉的。以古里水電站為例,從大壩奔涌而出的水流推動(dòng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)就能驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。因?yàn)橹恍枰獦O少的獨(dú)立能源就能打開(kāi)進(jìn)水閘,從而快速產(chǎn)生大量電力,水力發(fā)電廠應(yīng)是很容易黑啟動(dòng)的。委內(nèi)瑞拉古里水電站是否按該思路設(shè)計(jì)我們不得而知。
黑啟動(dòng)過(guò)程之所以特別復(fù)雜,是因?yàn)樾枰胶庀到y(tǒng)負(fù)載,以便當(dāng)電力驟增時(shí)發(fā)電機(jī)供電與電力需求相匹配。否則電廠就會(huì)過(guò)載或供電不足,導(dǎo)致系統(tǒng)再次宕機(jī)。
Context Industrial Security 公司創(chuàng)始人,電網(wǎng)安全工程師 Michael Toecker 稱(chēng):
增加負(fù)載,增加發(fā)電量;增加更多負(fù)載,再增加更多發(fā)電量,直至系統(tǒng)達(dá)到足夠的可靠性以進(jìn)行到下一階段的過(guò)程,是漸進(jìn)式的。如果電廠有維護(hù)問(wèn)題,或者一直以來(lái)運(yùn)營(yíng)不良,或者根本沒(méi)有應(yīng)急計(jì)劃或計(jì)劃老舊過(guò)時(shí),又或者電廠員工缺乏對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)局限性的良好認(rèn)知,那這個(gè)電廠想干任何事都只會(huì)更加艱難。 |
委內(nèi)瑞拉電網(wǎng)是經(jīng)典的大容量發(fā)電模式。變電站將中心電站,也就是古里水電站的低壓電轉(zhuǎn)換成高壓電,輸送到全國(guó),然后再轉(zhuǎn)換回低壓電配送入戶(hù)。小國(guó)家大多采用這種模式,但有些國(guó)家會(huì)增加其他發(fā)電方式或接入相鄰電網(wǎng)以增加冗余。不過(guò),黑啟動(dòng)研究人員和實(shí)際從業(yè)者表示,任何模式都有利有弊。雖然分布式系統(tǒng)沒(méi)有單一故障點(diǎn),但只要宕機(jī)就更難黑啟動(dòng),因?yàn)橐耘e更多發(fā)電站,還要平衡更多負(fù)載。
如果設(shè)施維護(hù)不好,重激勵(lì)電網(wǎng)系統(tǒng)是極端危險(xiǎn)的。 |
無(wú)論設(shè)置如何,黑啟動(dòng)的關(guān)鍵部分都是了解斷電原因,擁有修復(fù)的能力,以及系統(tǒng)能夠處理電力恢復(fù)時(shí)的電涌及波動(dòng)。如果沒(méi)有這些關(guān)鍵部分,黑啟動(dòng)就是極端困難的。
專(zhuān)注工業(yè)控制危機(jī)模擬的伊利諾伊大學(xué)高級(jí)研究員 Tim Yardley 稱(chēng):重激勵(lì)電網(wǎng)某種程度上更像是對(duì)系統(tǒng)的一次沖擊。如果基礎(chǔ)設(shè)施老舊過(guò)時(shí)且缺乏維護(hù),在你試圖恢復(fù)電力和平衡負(fù)載時(shí)就可能發(fā)現(xiàn)無(wú)法恢復(fù)的東西,已經(jīng)遭到物理?yè)p壞的基礎(chǔ)設(shè)施,或者修復(fù)狀況差到重激勵(lì)只會(huì)導(dǎo)致其他問(wèn)題的設(shè)備。
嘗試黑啟動(dòng)脆弱電網(wǎng)的員工還面臨著嚴(yán)重的安全問(wèn)題,比如爆炸。不僅僅是維護(hù)問(wèn)題,還有人力問(wèn)題,因?yàn)槿绻O(shè)施維護(hù)不好,重激勵(lì)電網(wǎng)系統(tǒng)是極端危險(xiǎn)的。
2009年開(kāi)始,委內(nèi)瑞拉就面臨電力不穩(wěn)定的問(wèn)題了,包括2013年的兩次大斷電和2016年的水電危機(jī)。有時(shí)候斷電源自厄爾尼諾這樣的氣候原因,但總的來(lái)說(shuō)還是由于政府規(guī)劃不力、管理失誤和缺乏投資。馬杜羅總統(tǒng)反復(fù)監(jiān)督可致電力不穩(wěn)的電力配給計(jì)劃,甚至調(diào)整時(shí)區(qū)讓上班時(shí)間都在白天來(lái)節(jié)省電力。
委內(nèi)瑞拉當(dāng)前局勢(shì)不明朗,混亂的局勢(shì)似乎加重了電力恢復(fù)的遲緩情況。但同時(shí),不斷惡化的局勢(shì)又進(jìn)一步凸顯出盡快恢復(fù)電力的重要性。
醫(yī)院病童的呼吸器換由人工泵氣的情況令人心憂(yōu),黑啟動(dòng)無(wú)疑壓力巨大,但以往哪次黑啟動(dòng)都不像這次一般有一整個(gè)國(guó)家都在指望能盡快啟動(dòng)成功。 |
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