热带气旋造成大规模停电发表在《科学》杂志上的一项新研究表明，如果能保护一小组但至关重要的电力线免受风暴的破坏，Nes几乎可以完全避免自然能源发现。波茨坦气候影响研究所(PIK)的科学家开发了一种新方法，可用于识别这些临界线并增加系统的恢复力。英航基于美国墨西哥湾沿岸的德克萨斯州电网模型，他们的分析揭示了大规模停电实际上是如何发生的，以及如何防止停电。德克萨斯州的电网经常受到飓风和较弱的热带风暴的袭击，在全球变暖的情况下，这种风险预计会大幅增加。
“我们的分析首次展示了电网如何对不断变化的风暴做出反应。通过模拟高压输电线路风致故障的共同演化和由此产生的级联停电，我们发现了电网中哪些部分是最关键的，因为它们的故障具有级联影响，导致主要的停电。“这似乎是网络本身的特性，而不是风暴的精确路径，”PIK科学家和研究作者弗兰克赫尔曼说。
科学家们以一种创新的时空方法，将热带气旋风场的演变模型与德克萨斯州电网的动态模型相结合，从而可以描述风暴引起的级联停电的演变。“这是一项具有挑战性的任务，因为风暴和停电的时间尺度可能非常不同。通过结合PIK在基于事件的热带风暴和电网建模方面的专业知识，我们设法确定了关键线路，这些线路的故障可能引发大规模停电，”科学家Mehrnaz Anvari说，他在PIK进行了这项研究，现在是弗劳恩霍夫算法和科学计算研究所“网络评估技术”小组组长。
“我们发现，某些线路的故障可能引发影响整个地区或城市的大规模停电。地区或城市的失败是一个大的连锁反应，而不是逐渐的。我们的研究表明，如果整个电网中不到1%的电网(在德克萨斯州的电网中是20条线路)受到保护，例如通过加固输电塔或使用地下电缆来防止风暴破坏，那么这种瀑布效应几乎可以完全避免。通过这种方式，可以显著降低主要人口中心停电的风险。值得注意的是，保护相同的一小部分相关线路对所有考虑过的七次历史飓风都有效，”该研究的作者和PIK科学家Christian Otto说。
德克萨斯州的电力系统经常受到飓风和较弱热带风暴的影响，为深入研究这些复杂的影响和潜在的适应方案提供了完美的环境。科学家们开发了一个模型，模拟了风暴对德克萨斯州电网的损害，并研究了历史上七个热带气旋中每一个的10,000个潜在损害，包括主要的飓风哈维(2017年)和艾克(2008年)。他们的方法允许再现观察到的供应故障。
“热带气旋是最具破坏性的极端天气事件之一。随着全球变暖，预计最强烈风暴的峰值风速将增加，除非我们相应地适应，否则这些风暴造成的破坏可能会增加。我们的新方法为电网运营商提供了一个关键的工具，以确定有效的适应方案，并有助于使我们的基础设施网络适应新的气候现实，”PIK“转型途径”研究部主任、科学家Katja Frieler说。
