随着全球气候变暖,极端天气事件的发生频率正不断上升。从龙卷风、洪水到极端高温,电力网首当其冲地承受着恶劣天气的冲击。这进而对所有人产生影响——限电(brownouts)与停电(blackouts)已成为反复出现的情况。
美国得克萨斯州近期的洪水灾害便是一例:短时强降雨破坏了包括变电站和输电线路在内的关键基础设施,不仅导致受灾地区断电,也为高效、快速恢复全面供电带来了挑战。
当电网能够抵御恶劣天气的影响,或在因恶劣天气无法正常运行时,能够“迅速恢复并以最快、最高效的方式为断电区域恢复供电,这样的电网便被认为具备抗扰能力(resilience)。
美国能源部(U.S. Department of Energy)对此表述如下:“抵御极端天气事件并从中快速恢复,必须成为当今电力网的核心功能。”
国际电工委员会(IEC)新技术报告确立标准
IEC 63515是一份技术报告,为电力系统抗扰能力提供了概念框架。该框架界定了抗扰能力相关术语、电网稳健性(robustness)评估指标、薄弱环节识别方法,以及提升抗扰能力的策略(如冗余设计、去中心化、智能电网功能等)。
众多 IEC 标准确保电力能够安全地生产并输送至用户家中,这些标准涵盖架空线路、电缆、导电体、绝缘子、电力变压器等(仅列举部分)。
其中部分标准为电网的数字化与自动化奠定了基础——这是提升电网抗扰能力的关键前提。智能电网相关标准由具有前瞻性的技术委员会——IEC TC 57(国际电工委员会第57技术委员会)制定。该委员会发布的 IEC 61850系列标准,是智能电网实施与互操作性的核心文件,例如其中的 IEC 61850-4标准,便对变电站自动化作出了具体规定。