本文发表在《大众科学》的前博客网络中,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
自从上周飓风玛丽亚袭击美国领土波多黎各以来,由于全岛几乎完全断电,该岛正处于人道主义危机不断升级的时期。初步报告和损害评估表明,可能需要几个月的时间才能完全恢复该岛的服务。但目前很难说。
迫切需要评估和修复波多黎各的电网,不仅要恢复医院和诊所等重要设施的供电,还要恢复其他关键基础设施的电力供应,例如配水、废水处理和通信。
根据对波多黎各电网损害的初步评估,停电主要是由于该岛输配电线路网络遭受大规模破坏造成的。公共事务部长拉蒙·罗萨里奥表示,飓风玛丽亚摧毁了该岛约 80% 的输配电线路,这是一个巨大的打击,需要大规模部署公用事业工人进行维修。
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波多黎各的电力主干网已瘫痪

高压输电线路是任何电力系统的支柱。它们是电网的电气“高速公路”,将电力从发电厂输送到较低电压的配电线路,即为住宅和商业建筑供电的电气“道路”。虽然配电线路通常以分层或辐射结构构建,其中一个故障会导致下游电力完全丧失,但输电线路以复杂且冗余的网络构建,具有多个冗余区域,即使一条或多条线路突然断电,电力也可以继续流动。输电线路以这种方式构建是因为它们所承载的大量电力对整个电力系统至关重要。
波多黎各的输电网络遭受了重大破坏。由于这些线路构成了电力系统的支柱,因此只有在足够多的输电线路能够在大发电厂和人口中心之间输送电力后,整个电网才能重新运行,而这可能需要数月的时间。美国能源部应急响应和恢复主任肯·布埃尔表示,波多黎各的许多输电线路长距离穿过山区,因此进行维修并非易事。
配电设施“几乎 100%”受损

虽然对波多黎各输电网络的破坏导致整个岛屿的电网瘫痪,但在修复较低电压的配电线路之前,电力服务不会恢复。即使波多黎各的电力系统恢复在线,在连接建筑物和大型输电网络的配电线路修复之前,也无法恢复单个建筑物的电力服务。
据布埃尔称,当地电力部门尚未完成对从配电中心到住宅和企业的电力线路的损坏评估,“但他们认为损坏程度接近 100%。”
全面修复该岛的配电线路将是一项艰巨的任务。虽然配电线路不如构成电网支柱的输电线路那么重要,但配电线路的数量要多得多。波多黎各电力局 (PREPA) 拥有约 2,400 英里的主要输电线路,但小型配电线路超过 30,000 英里。
我们能为波多黎各做些什么?
来自波多黎各以外的电力公司工人已经抵达该岛,开始修复其瘫痪的电网。美国公共电力协会代表 PREPA 和美国其他公共电力部门,一直在努力提供评估和维修所需的专业知识和人力。纽约州也采取了重要措施,空运了大型备用发电机、瓶装水、即食食品以及一个由输电工程师和无人机飞行员组成的团队。
如果您想为波多黎各居民提供帮助,您可以向援助组织捐款、捐赠紧急和建筑物资或做志愿者。您可以在此处找到完整的捐助方式列表。
从长远来看,联邦政府还有机会帮助重建波多黎各的电力基础设施,从而减轻未来飓风的影响。1989 年的飓风雨果过后,整个岛屿恢复电力供应用了四个月的时间,1998 年的飓风乔治过后用了六个月的时间,因此明智之举是现在进行投资,以防止未来发生危机。从相对简单的措施,例如将输配电线路埋入地下,到更复杂的工作,例如重新设计该岛的电力网络以包括能够独立运行的微电网,联邦政府可以通过多种方式减轻未来风暴的影响,并且从这些工作中吸取的经验教训可以用来指导美国各地的电网弹性建设工作。