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弹性:从理论风险到现实问题

正在考虑恢复

公用事业公司总是不得不应对洪水、飓风、干旱、野火和类似的自然灾害。然而,由于这些活动的费用以及在许多情况下其强度的增加,人们更加注意这些活动。

此外,随着数字化的发展,特别是在操作技术方面,网络攻击的潜在影响也在增加。能源部门的作用作为一种先进的命脉与其他关键基础设施经济及其相互联系,像水和运输,使其成为一个独特的吸引力的目标对于犯人来说,个人和民族国家,技术的进步使得抵御这些风险更具挑战性。

最后,网格的物理威胁仍然存在。在最近的一份报告中,北美电力可靠性公司(NERC)报告了207起影响大型电力系统的物理安全事件,包括13起故意破坏事件和41起枪击事件,其中最常见的是输电线路和太阳能光伏发电场所。

A graph showing NERC resilience framework

太平洋天然气电力公司(Pacific Gas & Electric Co., PG&E)就是这些不断上升的风险可能带来的灾难性财务后果的一个例子。该公司在2017年和2018年因森林大火可能造成的债务超过300亿美元,因此寻求破产保护。同样,2018年初的连续冬季风暴导致大纽约地区长时间断电。这些事件以及2012年的超级风暴桑迪(Sandy)等更早的事件,让韧性成为政策和规划论坛的中心议题。

与此同时,总统的国家基础设施咨询委员会(NIAC)研究了美国抵御灾难性停电的能力,停电的后果是严重的、广泛的、持久的(数月或数年)。在2018年12月的一份报告中,NIAC发现,除了其他问题外,关键公用事业公司在冗余或弹性水平上没有达成共识,这些冗余或弹性水平应该被纳入关键公用事业,以降低长期灾难性停电的风险和影响。

虽然电力行业一直注重可靠性,但弹性正在成为一个单独的、不同的、但重要的优先事项。可靠性关注于合理预期的停机和突然干扰,而弹性关注于承受和减少极端破坏性事件的规模和/或持续时间的能力。对弹性事件的响应通常需要比正常操作高得多的流程和功能。

美国联邦能源监管委员会(FERC)于2018年1月启动了一份“弹性备忘录”(resilience docket),但在经过一段时间的评论之后,这份备忘录一直处于相对休眠状态,尽管委员们对这个话题表达了兴趣。最近,FERC主席Neil Chatterjee提出了下一个合乎逻辑的步骤是成立FERC-state特别工作组。

在选定的市场中,发电充足是一个问题

随着美国发电结构从其他燃料转向更多的燃气资源,电网对天然气输送能力的依赖被认为是一个具有恢复力的风险领域。极端天气,比如持续的寒流,会增加这种风险。PJM互连网、ISO-New England、NERC和能源部等机构最近的研究表明,不同地区有不同的恢复能力问题,这取决于燃料组合、输送可靠性(如加热季节的天然气管道容量可用性)和预期的发电量增加。NERC的早期评估显示,如果大量现有煤炭和核电机组迅速退役,一些次区域(西部两个,东南部一个,以及德克萨斯州)的储量可能低于目标水平。NERC有几项建议,包括加强资源规划,包括燃料保障分析和更大的监管灵活性,特别是加快进程,允许输电升级和能源基础设施。

PJM和ISO-New England特别关注极端冬季寒冷天气下的恢复能力问题。PJM最近的一份报告得出的结论是,即使加速退休网格将可靠除了在极端情况下,也就是说,一个长时间的寒流极端冬季负荷,非稳固气体服务的不可用,严重的管道破坏,无法补充石油供应(储备和双燃料发电机)。与NERC的研究一样,电网运营商分析的重点是燃料安全性和执行市场规则的灵活性,以实现增强的弹性。

美国能应对最坏的情况吗?

发电机组的退役相对来说是可以预测的,或者至少在允许能源基础设施和运营适应的时间范围内发生。但是,即使没有退休,其他风险,如天气(飓风、持续的极冷天气)、网络安全事件、地磁或人造电磁脉冲,仍然威胁着电网的恢复能力。从这些事件中迅速恢复是政府官员和公用事业公司都感兴趣的。

虽然政府和公用事业行业继续改善他们对自然灾害、网络安全威胁和其他事件的反应,但人们对可能影响电网的“黑天鹅”事件仍然感到担忧。NIAC最近评估了美国应对大规模灾难性停电的能力,其程度超出了现代经验。这一事件的特点是持续时间长、地域广、对其他基础设施部门(例如水、天然气、通信)的严重级联影响,并可能因网络或物理攻击而加剧。

NIAC建议:(i)制定国家应对此类停电的方法,包括澄清有关部门,并在联邦、州、社区和基础设施提供商之间提供指导;(ii)增进了解,减轻跨部门影响和级联故障。一个切实可行的步骤是进行区域性的灾难性停电演习,检查第二层和第三层的依赖关系,确定教训,并实现可用资源和流程的改进,以响应这类事件。

支持企业恢复能力的方法

那么,电力行业应该如何应对弹性风险呢?如前所述,FERC已经采取了一些步骤来研究这个问题,将其作为一个单独的摘要项,并作为其常规可靠性监督的一部分。作为国家电力可靠性组织,NERC也一直很活跃。

如前所述,NERC对恢复力问题进行了专门研究,并将结果社会化。它还开发了一个与NIAC的弹性框架相一致的弹性框架。这个框架主要关注四个支柱:健壮性(预防)、智能性(抗退化)、快速恢复(协调和控制)和适应性(从事件中吸取教训)。NERC将这个框架作为一个可靠性组织合并到它的评估活动中。

公用事业公司也在从过去的事件中吸取教训,并将这些教训纳入运营和资本计划。在佛罗里达州,佛罗里达州电力与照明公司(FPL)对其系统进行了投资,允许在5级飓风“厄玛”袭击该州后两天内进行恢复,而在2005年飓风“威尔玛”袭击后仅用了5.4天。同样的,在加利福尼亚,PG&E公司已经实施了更积极的断电计划,因为一些火灾是由电线引发的,烧毁了该州的部分地区。

底线

恢复能力将继续是输配公用事业和电网运营商关注的一个领域。然而,它将与其他优先事项竞争关注和资金,如系统灵活性、可再生能源整合和电网现代化。但公用事业公司可以进行具有多种好处的投资,包括弹性,它们还可以向监管机构提出更有说服力的理由,说明随着系统利益的统一,客户正获得更多的“物有所值”。例如,分发自动化可以提供灵活性,但也可以配置它来加固网格。公用事业公司必须主动制定风险管理、电网加固、灾难恢复和恢复计划,以应对极端天气事件。需要与监管机构和其他利益相关者密切协调,以确保公众接受并及时、充分地收回成本。

正在考虑恢复

公用事业公司总是不得不应对洪水、飓风、干旱、野火和类似的自然灾害。然而,由于这些活动的费用以及在许多情况下其强度的增加,人们更加注意这些活动。

此外,随着数字化的发展,特别是在操作技术方面,网络攻击的潜在影响也在增加。能源部门的作用作为一种先进的命脉与其他关键基础设施经济及其相互联系,像水和运输,使其成为一个独特的吸引力的目标对于犯人来说,个人和民族国家,技术的进步使得抵御这些风险更具挑战性。

最后,网格的物理威胁仍然存在。在最近的一份报告中,北美电力可靠性公司(NERC)报告了207起影响大型电力系统的物理安全事件,包括13起故意破坏事件和41起枪击事件,其中最常见的是输电线路和太阳能光伏发电场所。

A graph showing NERC resilience framework

太平洋天然气电力公司(Pacific Gas & Electric Co., PG&E)就是这些不断上升的风险可能带来的灾难性财务后果的一个例子。该公司在2017年和2018年因森林大火可能造成的债务超过300亿美元,因此寻求破产保护。同样,2018年初的连续冬季风暴导致大纽约地区长时间断电。这些事件以及2012年的超级风暴桑迪(Sandy)等更早的事件,让韧性成为政策和规划论坛的中心议题。

与此同时,总统的国家基础设施咨询委员会(NIAC)研究了美国抵御灾难性停电的能力,停电的后果是严重的、广泛的、持久的(数月或数年)。在2018年12月的一份报告中,NIAC发现,除了其他问题外,关键公用事业公司在冗余或弹性水平上没有达成共识,这些冗余或弹性水平应该被纳入关键公用事业,以降低长期灾难性停电的风险和影响。

虽然电力行业一直注重可靠性,但弹性正在成为一个单独的、不同的、但重要的优先事项。可靠性关注于合理预期的停机和突然干扰,而弹性关注于承受和减少极端破坏性事件的规模和/或持续时间的能力。对弹性事件的响应通常需要比正常操作高得多的流程和功能。

美国联邦能源监管委员会(FERC)于2018年1月启动了一份“弹性备忘录”(resilience docket),但在经过一段时间的评论之后,这份备忘录一直处于相对休眠状态,尽管委员们对这个话题表达了兴趣。最近,FERC主席Neil Chatterjee提出了下一个合乎逻辑的步骤是成立FERC-state特别工作组。

在选定的市场中,发电充足是一个问题

随着美国发电结构从其他燃料转向更多的燃气资源,电网对天然气输送能力的依赖被认为是一个具有恢复力的风险领域。极端天气,比如持续的寒流,会增加这种风险。PJM互连网、ISO-New England、NERC和能源部等机构最近的研究表明,不同地区有不同的恢复能力问题,这取决于燃料组合、输送可靠性(如加热季节的天然气管道容量可用性)和预期的发电量增加。NERC的早期评估显示,如果大量现有煤炭和核电机组迅速退役,一些次区域(西部两个,东南部一个,以及德克萨斯州)的储量可能低于目标水平。NERC有几项建议,包括加强资源规划,包括燃料保障分析和更大的监管灵活性,特别是加快进程,允许输电升级和能源基础设施。

PJM和ISO-New England特别关注极端冬季寒冷天气下的恢复能力问题。PJM最近的一份报告得出的结论是,即使加速退休网格将可靠除了在极端情况下,也就是说,一个长时间的寒流极端冬季负荷,非稳固气体服务的不可用,严重的管道破坏,无法补充石油供应(储备和双燃料发电机)。与NERC的研究一样,电网运营商分析的重点是燃料安全性和执行市场规则的灵活性,以实现增强的弹性。

美国能应对最坏的情况吗?

发电机组的退役相对来说是可以预测的,或者至少在允许能源基础设施和运营适应的时间范围内发生。但是,即使没有退休,其他风险,如天气(飓风、持续的极冷天气)、网络安全事件、地磁或人造电磁脉冲,仍然威胁着电网的恢复能力。从这些事件中迅速恢复是政府官员和公用事业公司都感兴趣的。

虽然政府和公用事业行业继续改善他们对自然灾害、网络安全威胁和其他事件的反应,但人们对可能影响电网的“黑天鹅”事件仍然感到担忧。NIAC最近评估了美国应对大规模灾难性停电的能力,其程度超出了现代经验。这一事件的特点是持续时间长、地域广、对其他基础设施部门(例如水、天然气、通信)的严重级联影响,并可能因网络或物理攻击而加剧。

NIAC建议:(i)制定国家应对此类停电的方法,包括澄清有关部门,并在联邦、州、社区和基础设施提供商之间提供指导;(ii)增进了解,减轻跨部门影响和级联故障。一个切实可行的步骤是进行区域性的灾难性停电演习,检查第二层和第三层的依赖关系,确定教训,并实现可用资源和流程的改进,以响应这类事件。

支持企业恢复能力的方法

那么,电力行业应该如何应对弹性风险呢?如前所述,FERC已经采取了一些步骤来研究这个问题,将其作为一个单独的摘要项,并作为其常规可靠性监督的一部分。作为国家电力可靠性组织,NERC也一直很活跃。

如前所述,NERC对恢复力问题进行了专门研究,并将结果社会化。它还开发了一个与NIAC的弹性框架相一致的弹性框架。这个框架主要关注四个支柱:健壮性(预防)、智能性(抗退化)、快速恢复(协调和控制)和适应性(从事件中吸取教训)。NERC将这个框架作为一个可靠性组织合并到它的评估活动中。

公用事业公司也在从过去的事件中吸取教训,并将这些教训纳入运营和资本计划。在佛罗里达州,佛罗里达州电力与照明公司(FPL)对其系统进行了投资,允许在5级飓风“厄玛”袭击该州后两天内进行恢复,而在2005年飓风“威尔玛”袭击后仅用了5.4天。同样的,在加利福尼亚,PG&E公司已经实施了更积极的断电计划,因为一些火灾是由电线引发的,烧毁了该州的部分地区。

底线

恢复能力将继续是输配公用事业和电网运营商关注的一个领域。然而,它将与其他优先事项竞争关注和资金,如系统灵活性、可再生能源整合和电网现代化。但公用事业公司可以进行具有多种好处的投资,包括弹性,它们还可以向监管机构提出更有说服力的理由,说明随着系统利益的统一,客户正获得更多的“物有所值”。例如,分发自动化可以提供灵活性,但也可以配置它来加固网格。公用事业公司必须主动制定风险管理、电网加固、灾难恢复和恢复计划,以应对极端天气事件。需要与监管机构和其他利益相关者密切协调,以确保公众接受并及时、充分地收回成本。

历史上的今天
九月
29
    哇哦~~~,历史上的今天没发表过文章哦
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