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*熄滅的明燈

在美國(guó)，西門(mén)子正在幫助打造能夠更好地應(yīng)對(duì)颶風(fēng)、熱浪和干旱等極端天氣事件的更加強(qiáng)健的電網(wǎng)。歸功于的智能電網(wǎng)管理系統(tǒng)，現(xiàn)在，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，輸電線路切換可以在轉(zhuǎn)瞬之間自動(dòng)完成。

PJM Interconnection是美國(guó)最大的電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商。這家公司負(fù)責(zé)向賓夕法尼亞州、新澤西州、馬里蘭州、哥倫比亞特區(qū)以及其他10個(gè)州的超過(guò)5800萬(wàn)客戶(hù)輸送電力。然而，2012年10月下旬，PJM公司遭遇了一場(chǎng)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：颶風(fēng)“桑迪”。這場(chǎng)風(fēng)暴朝著北大西洋海岸一路奔襲，裹挾著時(shí)速高達(dá)150公里的狂風(fēng)，以摧枯拉朽之勢(shì)肆虐紐約市、新澤西州和賓夕法尼亞州，所到之處，無(wú)不一片狼藉。

PJM公司面臨著重大危險(xiǎn)，因?yàn)樗?fù)責(zé)將1300多座電廠生產(chǎn)的電力輸送給眾多區(qū)域供電企業(yè)。如果電力供應(yīng)中斷，地方電力公司的客戶(hù)將陷入名副其實(shí)的黑暗之中。事實(shí)上，颶風(fēng)“桑迪”造成了巨大損失。800萬(wàn)住戶(hù)停電，其中500萬(wàn)住戶(hù)在PJM Interconnection輸電網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)。超過(guò)140條高架輸電線路和變電站慘遭損毀，直到數(shù)個(gè)星期之后，才全面恢復(fù)供電。

2013年7月，美國(guó)能源部發(fā)布了一份報(bào)告指出，未來(lái)，美國(guó)不僅會(huì)面臨更多風(fēng)暴，而且將遭遇越來(lái)越多的洪災(zāi)、熱浪和干旱。對(duì)于包含超過(guò)9200座發(fā)電站和近50萬(wàn)公里高架輸電線路的美國(guó)電網(wǎng)而言，這將帶來(lái)尤為嚴(yán)重的影響。

其后果已經(jīng)顯現(xiàn)。在干旱的美國(guó)西南部地區(qū)，電廠經(jīng)常因沒(méi)有足夠的冷卻水，不得不降低發(fā)電量。此外，運(yùn)河水位偏低，使得運(yùn)載石油或煤炭的船只只能緩慢前行。一方面，不斷上升的氣溫導(dǎo)致電網(wǎng)性能下降，另一方面，猛烈的風(fēng)暴不僅令墨西哥灣的鉆井平臺(tái)陷入癱瘓，而且，從弗羅里達(dá)州到緬因州，一路摧毀了多條輸電線路。隨之發(fā)生的洪災(zāi)不僅沖垮了房屋，還摧毀了變壓器和輸電線路。出于這些原因，美國(guó)能源部認(rèn)為，必須增強(qiáng)電網(wǎng)的防御能力，以抵御惡劣天氣帶來(lái)的影響。

借助西門(mén)子的解決方案，像PJM Interconnection（上圖）這樣的電網(wǎng)公司可以在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)切換輸電線路，確保為客戶(hù)持續(xù)供電（下圖）。

PJM Interconnection的看法與此相同。2011年11月，PJM公司安裝了一套由西門(mén)子提供的電力管理系統(tǒng)。借助這個(gè)經(jīng)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的電力管理系統(tǒng)，哪怕出現(xiàn)故障，PJM公司也能全面了解并控制電網(wǎng)。這個(gè)系統(tǒng)配備兩個(gè)可同時(shí)管理電網(wǎng)的控制中心。如果其中一個(gè)控制中心發(fā)生故障，或在緊急關(guān)頭通信中斷，那么，另一個(gè)控制中心可以繼續(xù)獨(dú)自管理電網(wǎng)運(yùn)行。當(dāng)颶風(fēng)“桑迪”襲來(lái)時(shí)，這套系統(tǒng)正是這樣工作的，因此，PJM能夠隨時(shí)掌握輸電網(wǎng)絡(luò)的情況。

這個(gè)創(chuàng)新電網(wǎng)管理系統(tǒng)采用了西門(mén)子基礎(chǔ)設(shè)施與城市和PJM Interconnection共同開(kāi)發(fā)的一個(gè)集成式平臺(tái)。諸如電力、市場(chǎng)和配電網(wǎng)管理系統(tǒng)等多種應(yīng)用均可整合到該平臺(tái)中。西門(mén)子明尼阿波利斯智能電網(wǎng)集團(tuán)技術(shù)戰(zhàn)略副總裁Ravi Pradhan表示，“這種架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于，它不僅可以集成新應(yīng)用，而且也能輕松集成舊應(yīng)用。兩個(gè)控制中心同時(shí)運(yùn)行，加強(qiáng)了電網(wǎng)安全性，特別是在特殊情況下，如遭遇颶風(fēng)時(shí)。”

每當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生中斷，都必須通過(guò)切換輸電線路，或從替代電站向電網(wǎng)輸送電力，快速消除故障影響。然而，必須首先找到故障點(diǎn)，而這需要時(shí)間。對(duì)于醫(yī)院，相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)特別高，正因如此，智能電網(wǎng)應(yīng)用對(duì)它們也大有裨益。

爭(zhēng)分奪秒。Riverside Shore Memorial Hospital是弗吉尼亞州東部Nassawodox地區(qū)的一個(gè)醫(yī)療中心。直到不久前，每當(dāng)這一地區(qū)發(fā)生斷電時(shí)，技術(shù)人員都需要長(zhǎng)達(dá)一小時(shí)時(shí)間，才能找到故障所在?，F(xiàn)在，地區(qū)電力公司A&N Electric Cooperative安裝了一套西門(mén)子智能配電線路自動(dòng)化系統(tǒng)（SDFA），它可讓電網(wǎng)在發(fā)生斷電事故后，瞬間切換輸電線路。

只要電網(wǎng)中斷，受影響網(wǎng)段內(nèi)部署的配備傳感器的西門(mén)子繼電器就能檢測(cè)出線路電流波動(dòng)。這樣一來(lái)，系統(tǒng)就能在100毫秒之內(nèi)查明故障位置，并在不到半秒鐘的時(shí)間內(nèi)切換輸電線路。通過(guò)這種方式，該系統(tǒng)可以輕松減少風(fēng)暴或其他外部因素造成的斷電事故。這家醫(yī)院的基礎(chǔ)設(shè)施管理負(fù)責(zé)人Michael Canales表示，“大多數(shù)斷電的持續(xù)時(shí)間都非常短暫，以至于我們的患者根本沒(méi)有注意到曾經(jīng)發(fā)生過(guò)斷電。我們的員工可以專(zhuān)心醫(yī)治患者，而不必不停地檢查設(shè)備是否正常工作。”

城市也同樣需要保證不間斷的電力供應(yīng)。譬如，紐約市正在復(fù)審其旨在提高基礎(chǔ)設(shè)施抵御風(fēng)暴能力的計(jì)劃。2013年，西門(mén)子、Arup顧問(wèn)公司和獨(dú)立城市研究組織紐約區(qū)域規(guī)劃協(xié)會(huì)（RPA）聯(lián)合發(fā)布了《堅(jiān)韌城市基礎(chǔ)設(shè)施》研究報(bào)告，其中闡述了如何提高大紐約地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施的災(zāi)害抗受能力。

這份研究報(bào)告指出，紐約需要修建更高的防洪堤和堤壩，以保護(hù)諸如電廠、變電站和開(kāi)閉所等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。這樣的話(huà)，當(dāng)下一次颶風(fēng)來(lái)襲時(shí)，這座城市將不再遭受持續(xù)數(shù)日的斷電之苦。這份報(bào)告還推薦使用氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜。相比于空氣絕緣開(kāi)關(guān)柜，氣體絕緣開(kāi)關(guān)柜的體積小得多，因而更容易采用防水型容器對(duì)其加以保護(hù)。此外，由于更小巧、更輕便，也可以將它安裝在地面上。然而，當(dāng)然，從長(zhǎng)遠(yuǎn)上講，*將重要設(shè)施從洪泛區(qū)轉(zhuǎn)移到安全地帶，是更為有效的做法。這是一個(gè)值得關(guān)注的重要問(wèn)題，因?yàn)樵诩~約的61座變電站中，目前有18座位于高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。在人口密集的曼哈頓，這種做法可能不可行，但在其他行政區(qū)，如布朗克斯和皇后區(qū)，這樣做卻有助于提高電網(wǎng)的災(zāi)害承受能力。

通過(guò)引入智能電網(wǎng)技術(shù)，紐約還提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性。通過(guò)向客戶(hù)和供電企業(yè)提供詳盡信息，智能電表可以讓他們掌握降低用電量的途徑。在諸如熱浪等用電高峰時(shí)期，這一點(diǎn)尤為重要。作為CoolNYC試點(diǎn)項(xiàng)目的一部分，一些住戶(hù)已經(jīng)在使用智能手機(jī)，遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)空調(diào)運(yùn)行。企業(yè)也能這樣做。這不僅能節(jié)省成本，而且能改善電網(wǎng)的長(zhǎng)期可靠性。