Захоронение ЛЭП: надежность электросетей в непогоду

Анализ Стэнфордского университета показал, что стратегические инвестиции в прокладку кабелей под землей могут сократить периоды отключений электроэнергии во время экстремальных погодных явлений, повышая надежность энергоснабжения для миллионов домохозяйств в США.

По мере усиления ураганов, распространения лесных пожаров и изменения зимних погодных условий, сочетание экстремальных явлений и устаревшей инфраструктуры энергосистемы угрожает снизить надежность электроснабжения для десятков миллионов американских домохозяйств.

Эксперты утверждают, что прокладка силовых кабелей под землей может укрепить электросистему против опасностей, исходящих от ветра, льда, падающих деревьев и других погодных факторов. Однако подземная прокладка ЛЭП остается дорогостоящей и неравномерно реализованной. Одно из препятствий — недостаток информации о том, где именно инвестиции в подземные коммуникации со стороны коммунальных служб и сообществ могут принести наибольшую пользу для обеспечения надежного электроснабжения.

В недавнем исследовании, опубликованном на arXiv, исследователи Стэнфордского университета под руководством доцента Рама Раджагопала объединили ранее закрытые и разрозненные наборы данных, чтобы выяснить, как изменилось распределение силовых кабелей над и под землей с 1990-х годов. Сопоставив эти данные с записями об отключениях электроэнергии, команда смоделировала, как большее количество подземных кабелей во время недавних экстремальных погодных явлений могло бы сократить продолжительность отключений.

Неравномерный прогресс в подземной прокладке кабелей с 1990 года

Густонаселенные городские районы на Восточном побережье, части южной Флориды и несколько быстрорастущих центров на юго-западе были одними из первых, кто перевел под землю по крайней мере четверть протяженности своих линий электропередачи. В подавляющем большинстве округов США в 1990 году силовые кабели оставались надземными.

К 2020 году в некоторых быстрорастущих пригородах на юго-востоке и в штатах Солнечного пояса наблюдалось незначительное увеличение доли подземных коммуникаций. Однако для большинства округов по всей стране медианный процент закопанных силовых кабелей оставался значительно ниже 15%. Большие территории Скалистых гор, Среднего Запада и побережья Мексиканского залива практически не показали изменений.

Где отключения длятся дольше всего

Ежегодно десятки миллионов американцев сталкиваются с отключениями электроэнергии. В то время как в среднем домохозяйства остаются без электричества около четырех часов в год, некоторые отключения длятся день или даже недели. Многие из этих продолжительных отключений связаны с экстремальными погодными явлениями.

«Бомбовый циклон» в Новой Англии в 2017 году

Циклон «бомба» (или «норстер»), обрушившийся на Мэн, Вермонт и Нью-Гэмпшир в октябре 2017 года, оставил людей без электричества в среднем на 27,3 часа на дом. Анализ Стэнфордского университета показал, что прокладка дополнительных 25% надземных силовых кабелей под землей могла бы сократить годовые показатели отключений на 10,8 часа.

Отключения из-за лесных пожаров в Калифорнии в 2019 году

В условиях сухой погоды и сильных ветров в 2019 году более 3 миллионов калифорнийцев остались без электроэнергии, когда коммунальные службы превентивно отключали оборудование в зонах высокого риска возгораний. Анализ Стэнфорда показал, что перевод 25% надземных силовых кабелей под землю сократил бы годовые показатели отключений в затронутом районе примерно до восьми часов с 10,5 часов.

Сильные морозы в Техасе в 2021 году

В феврале 2021 года аномально низкие температуры в Техасе оставили 4,5 миллиона домов и предприятий без электроэнергии на чуть более 19 часов. Исследователи обнаружили, что наличие 25% дополнительных подземных кабелей во время этого события также могло бы сократить среднее время отключений на 2,5 часа.

Исследуйте данные

Вы можете ознакомиться с дополнительным анализом от исследователей Стэнфорда и изучить региональные закономерности подземных коммуникаций и отключений в интерактивном проекте, разработанном Школой устойчивого развития имени Дорра Стэнфордского университета в сотрудничестве с TechSoup. Исследователи опубликовали свои данные за 2020 год о доле подземных распределительных силовых кабелей в открытом доступе через Stanford's Data Commons for Sustainability.