在全球大流行和席卷美国西部的闷热热浪中，加州经历了连续两天的轮流停电刚刚过去的这个周末。
这些停电确实是历史性的，但不是因为通常的原因。它们之所以具有历史意义，并不是因为它们影响了很多人，也不是因为它们持续了很长时间。相反，这些停电受到了相对良好的控制，每次只影响数十万加州人几个小时。
相反，加州最近的轮流停电是历史性的，因为他们导致因为没有足够的电力供应，所以停电了。像这样的电力供应短缺极为罕见;加州上一次发生这种情况是近20年前。停电几乎总是由其他原因引起的。
四种类型的停电
有很多步骤涉及到向客户输送电力，在整个过程中的任何一步都可能导致停电。首先，发电厂发电。然后高压输电线将电力长距离传输。最后，这段旅程的最后一段发生在配电网络上，它将电力输送给客户。
在这个过程中，任何一点的故障都可能导致停电:配电故障、传输故障或发电不足都可能导致停电。最近出现了一种新型的停电——由电力公司造成的故意关闭部分输电或配电网络，以降低引发更灾难性后果的风险。
让我们开始吧。
供电过程中任何一个环节的故障都可能导致停电。发电不足(绿色和红色图)、输电系统故障(深蓝色图)或配电系统故障(黑色图)都可能导致断电。
注意:微电网(橙色图)可以帮助防止停电，特别是当传输或配电系统故障或被故意关闭时。
1.分配失败
配电故障是最常见的停电类型，但它们通常影响相对较小的区域。这种类型的故障可能是由于许多原因造成的——暴风雨天气把树枝吹到电线上，或者冒险的松鼠进入变电站的部分区域以前没有松鼠去过的地方(和活下来讲述这个故事)，一辆汽车撞上电线杆，一金属的气球这样的例子还有很多，比如从主人的手里逃出来，碰到了电线。
公用事业工人正在我家外面的配电系统上修理一条倒下的电线。
配电系统的中断通常影响有限，只会影响几个街区或一个社区。但有时这些停电会影响整个城市，有时会持续很长一段时间。而美国普通电力客户的体验大致是停电1.3次，断电4小时每年，恶劣天气造成的停电会持续更长时间。例如，佛罗里达州约有10万名电力客户停电超过一周了2017年9月飓风厄玛袭击该州时。
与其他类型的停电相比，配电故障是最常见的——普通人经历的大多数停电都是由于配电系统的问题。
2.传输失败
传输故障比配电故障要少见得多，但一旦发生，就可能发生巨大的后果．许多传动系统的故障由天气引起，但这种类型的停机也可能由于设备故障、计算机问题和人为错误而发生。大约在2003年5000万人在美国东北部，由于输电线路与树枝接触而断电。那次骚乱失控演变成大规模停电，很大程度上是由于计算机系统故障。无可否认，这是一个极端的例子，随后的调查最终导致了新的可靠性标准旨在防止类似的中断再次发生。
同样，由于传输故障而导致的停电相对较少。但由于输电系统通常连接到许多不同的州甚至国家，如果管理不当，输电系统故障可能会导致大范围的停电。
传动系统故障很少发生，但一旦发生，影响可能非常大。
3.供应短缺
供应短缺可能是最稀有的所有中断的类型。当没有足够的电力满足需求时，就会发生停电。在全国大部分地区，这种类型的停电最有可能发生在最热的夏天当人们在空调和电力需求的高峰期。这就是加州发生了什么在过去的几天:一场极端热浪刺激了电力需求，导致供应短缺和轮流停电。在上周末的轮流停电之前，加州上一次发生这种停电是在21世纪初。21世纪初发生的一系列停电事件被统称为加州电力危机多种原因(包括市场操纵!)，但最重要的是没有足够的电力来保证每个人的灯都亮着。
当发电量不足以满足需求时，就会出现供应短缺。这种停电是最罕见的。
电网运营商采取很多不同的动作为了防止供应短缺时停电，但在最坏的情况下，滚动停电是最后的手段。轮流停电并不会影响到每个人——电网运营商选择只对有限数量的客户断电，这将电力需求降低到可管理的水平。虽然整个城市和州都存在供应短缺，但受停电影响的人数可能相差很大。例如，其中一个加州电力危机期间的停电影响了数万人，而另一次停电影响了数百万人。
这种类型的停电是罕见的，因为我们花费了大量的时间和精力(和金钱!)试图防止它们。事实上，国家电网可靠性标准规定，这种类型的停电应该只发生每十年一次．
全国很多地区都力争达到这个“十年一次”的标准资源充足项目。这些计划旨在通过规划未来以确保我们在电网中有足够的发电厂来防止因供应短缺而导致的停电。在实践中，我们经常会超出这个目标(例如，我们构建更多的发电厂而不是必要的)，这使得这种类型的停机极其罕见。
4.公共安全停电和计划停电
公共安全停电(PSPS)和计划停电是输电或配电停电，但区别在于这些停电是有意的．
在这种情况下计划内停机在美国，公用事业公司可能会关闭部分电网以进行日常维护，但电网通常设有冗余，允许公用事业公司在不切断电源的情况下进行维护。
另一方面，公共安全关闭电源事件发生了在加州的增长在那里，它们现在是公用事业公司防止输配电线路引发野火的最后手段。简而言之，某些天气条件(如大风和低湿度)会增加输配电线路发生火灾的风险。公用事业公司偶尔会决定完全切断电源，以确保他们的设备不会引发火灾，而不是冒着引发火灾的风险，并为可能随之而来的潜在灾难负责。随着气候变化增加野火风险在美国西部，加州公用事业公司并不是唯一实施先发制人断电的地方;例如，内华达州公用事业公司NV Energy也有开发了一个程序通过故意关闭电源来降低野火风险。
不用说，故意关闭电源可以延长时间-特别是数百万人在几天内——这是完全不能接受的。公用事业可以(必须!)做得更好．
事情并不总是那么简单
事实上，停电并不总是那么简单——它们通常有多种原因，而且并不总是完全符合上述四种原因之一。例如，一些世界上最大的停电都是由发电机离线和输电线路故障造成的。
不管停电的具体类型是什么，在我们生活的世界里，电力已经成为日常生活的必需品，停电几乎总是一种大规模的破坏。更糟糕的是，我们摇摇欲坠的电网正在努力跟上电网中断的步伐在上升在过去几十年里。甚至更具毁灭性气候变化的影响(包括杀手热如果我们现在不采取行动，这个问题只会变得更糟。
我们能做些什么来防止停电?
首先，我们应该投资提高电网的弹性，以防止停电的发生。输配电故障是停电最常见的原因，我们应该采取措施加强输配电基础设施，以降低这些故障的风险。此外，我们还应该部署分布式能源和微电网，以减少对输配电系统的依赖。
分布式能源，如住宅太阳能，可以减少对输配电系统的依赖。
然而，即使采取了所有这些电网弹性措施，偶尔仍不可避免地会停电。对于那些不能没有电的人(例如关键设施和使用维持生命的医疗设备的客户)，必须有一个备用计划。这就是微型电网用于关键设施和住宅太阳能+储能系统可以在建设未来有弹性和公平的电网方面发挥重要作用。
总之，我们应该这样做升级电网．