Forebygger den næste blackout

Ni af de 10 største blackouts i amerikansk historie blev forårsaget af orkaner, hvis vedvarende stærke vinde har slået kraftledninger ud over brede geografiske områder. Toppen af ​​listen er orkanen Maria, som i oktober deaktiverede elnettet i Puerto Rico og De Amerikanske Jomfruøer, efterlader størstedelen af ​​befolkningerne der uden strøm i flere måneder.

Klimaforskere projekterer, at efterhånden som den globale gennemsnitlige overfladetemperatur fortsætter med at stige, det vil frekvensen og intensiteten af ​​store storme også samt af hedebølger og høje temperaturer. Som resultat, vi vil sandsynligvis se endnu mere udbredte strømafbrydelser - ikke kun fra orkanvind, men også fra virkningerne af langvarig og ekstrem varme på en kritisk, men sårbar komponent i elnettet:den store strømtransformator (LPT).

LPT'er er transformere, der er klassificeret til eller over 100 MVA (mega volt-ampere), og tusinder er indsat i hele USA Den nuværende lager af LPT'er er gammel:Halvfjerds procent eller mere er 25 år eller ældre. De har en forventet levetid på 40 år, og er meget dyre og tidskrævende at udskifte.

Drevet af global opvarmning, hyppigere og intense hedebølger kan forringe LPT'ers driftstid og øge risikoen for for tidlig svigt. Overophedning reducerer den strukturelle integritet af den elektriske papirisolering, der bruges i LPT'er, forårsager katastrofale kortslutninger. Fejlfrekvensen bliver mere udtalt, da stigende temperaturer forårsager mere intense kemiske reaktioner, der ælder isoleringen. Udbredt LPT-fejl kan føre til langvarig netafbrydelse-med sikkerhedsmæssige konsekvenser for netafhængige systemer såsom kommunikation, finansiel, og cybersystemer - og store økonomiske tab.

For at vurdere den accelererede risiko for LPT -fejl i de kommende årtier, forskere fra MIT Joint Program on the Science and Policy of Global Change og MIT Lincoln Laboratory undersøgte den potentielle indvirkning af global opvarmning og tilsvarende skift i varme sommerdage på LPT -levetid på et LPT -sted i det nordøstlige USA. De fandt ud af, at for en baggrund 1 grad Celcius temperaturstigning, transformatorens levetid falder med fire år, eller med 10 procent. Derfor, slutningen af ​​århundredets gennemsnitlige globale opvarmning fremskrivninger på cirka 2 grader (et klimapolitisk drevet scenario) og 4 grader (et business-as-usual scenario) ville resultere i en gennemsnitlig reduktion i forventet transformator levetid på 20 til 40 procent. Resultaterne af undersøgelsen er rapporteret i journalen Klimatisk ændring .

"Undersøgelser som disse belyser, hvor sårbart det indviklede elektriske netværk, som vi er afhængige af, er for skadelige vejr- og klimahændelser, "siger vicedirektør i fælles program C. Adam Schlosser, medforfatter af undersøgelsen. "Vores elnet har til opgave at vedligeholde driften på eller næsten 100 procent af tiden, selv under ekstreme vejr- og klimaforhold, og derfor skal voksende risici og trusler kvantificeres for at informere handling og implementere de korrekte strategier proaktivt og omkostningseffektivt. "

Forskerne vurderede også de fremtidige ændringer i varme dage under 2-graders og 4-graders klimascenarier, ved hjælp af to forskellige fremgangsmåder:en konventionel metode, der registrerer forekomsten af ​​varme dage baseret på den forventede daglige maksimumstemperatur fra en række klimamodeller, og en nyligt udviklet analog metode, der i stedet anvender klimamodelsimulerede store atmosfæriske mønstre (f.eks. vind- og trykforhold) forbundet med observeret lokal ekstrem temperatur.

Begge metoder indikerer stærke dekadale stigninger i varme dagsfrekvenser. I slutningen af ​​det 21. århundrede, det mediane antal varme dage om sommeren om året kan fordobles under 2-graders scenariet og femdobles under 4-graders scenariet, sammen med de førnævnte fald i transformatorens levetid.

Mest vigtigt, den analoge metode viste langt større konsensus mellem modeller-dvs. en mindre række af resultater i resultaterne.

"Den forbedrede konsensus mellem modellerne i den analoge metode er et lovende skridt i retning af at give brugbar information til en mere stabil, pålideligt og miljømæssigt ansvarligt nationalt net, "siger Xiang Gao, undersøgelsens hovedforfatter.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), et populært websted, der dækker nyheder om MIT -forskning, innovation og undervisning.