Facebook可能会失去一些用户，但仍然是一个完全稳定的网络，但就国家电网而言，简单的地理位置决定了它总是距离崩溃只有几条输电线路的距离。
这是以色列和美国的物理学家对空间网络进行数学研究得出的结论。该研究的合著者、以色列巴伊兰大学的什洛莫·哈夫林表示，这项研究建立在早期工作的基础上，更明确地分析了物理网络的空间性质如何影响其基本稳定性。《自然物理》杂志8月25日发表的研究结果表明，空间网络必然依赖于许多关键节点，这些节点的失效会导致突然且不可预测的崩溃。
哈夫林说，以地理位置定义的系列网络形式运行的电网就是一个典型的例子。“每当系统中存在这种依赖性时，一个地方的故障会导致另一个地方的故障，从而引发连锁崩溃。”
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“我想我应该对新的研究持开放态度，但我并不信服，”华盛顿州里奇兰太平洋西北国家实验室的电气工程师杰夫·达格尔说，他曾在美国政府调查 2003 年停电事故的特别工作组任职。“问题在于这并没有反映电网的物理运行方式。”这个警告是在停电十年后发出的，那次停电使美国中西部和东北部以及加拿大部分地区陷入瘫痪。在那次事件中，一系列的错误导致俄亥俄州的三条输电线路在一个小时左右的时间内损失。一旦第三条线路瘫痪，停电就向沿海地区蔓延，导致约 5000 万人停电。哈夫林说，这次停电是他研究中描述的固有不稳定性的一个例子，但其他人质疑该团队的结论是否真的可以推断到现实世界。
关键顺序
哈夫林和他的同事们专注于理想化的场景。他们发现，随机结构的网络（例如社交网络）会随着节点的删除而缓慢降级，在现实世界中，这可能意味着在系统崩溃之前有时间诊断和解决问题。相比之下，有序格子结构的连接具有更多的关键节点，这会增加不稳定性。哈夫林说，问题在于这种有序网络始终在不确定的边缘附近运行。为了降低这种风险，他建议添加少量较长的输电线路，为电网的不同部分提供捷径。
田纳西州橡树岭国家实验室的物理学家本杰明·卡雷拉斯也进行过类似的工作，他说，网络理论有助于深入了解电网，但必须辅以更复杂的模型，试图代表现代电网的物理现实和响应能力。尽管在某些情况下，增加长线路可以提高电力系统的整体稳定性，但卡雷拉斯的研究表明，在某些情况下，这种方法会让问题传播得更远。
卡雷拉斯说：“更多的连接可能会稳定某些过程，例如增加通往发电机的路径数量，但也可能会破坏其他过程的稳定性。我们不能就此主题发表笼统的声明。”
尽管因树木倒落导致配电线路故障而引起的局部停电很常见，但在现代电网中，核心输电线路发生大规模故障的情况很少发生。在 2003 年之前，美国上一次重大停电发生在 1996 年的西海岸，最近一次停电发生在圣地亚哥地区。
达格尔说，2003 年的停电是由于不良的植被管理（前三条线路因陷入树木而跳闸，但都在其负载额定值之内）以及一系列监测和通信故障造成的。此后，植被要求已经标准化，新一代传感器正在为电网运营商提供更多关于电网在任何给定时刻正在发生情况的信息。
达格尔说：“许多公用事业公司都拥有更多的数据。我们航行的下一阶段是更好地利用这些数据。”
本文经《自然》杂志许可转载。该文章于 2013 年 8 月 25 日首次发表。