العوامل العرضية في حالات انقطاع التيار الكهربائي

اقرأ في هذا المقال


بصرف النظر عن القضايا الكامنة عادة ما تبدأ الكوارث الكبيرة بأحداث عرضية يتم نشرها وتضخيمها لاحقاً عبر سلسلة من الإخفاقات المتتالية والأخطاء البشرية، كما تؤدي موارد الطاقة الأولية والقيود البيئية إلى تفاقم انقطاع التزويد.

تحليل العوامل العرضية المسببة لانقطاع التيار الكهربائي

تم الكشف عن المشكلات الأساسية في نظام الطاقة، كما ويمكن أن تعمل على منع حدوث كوارث أكبر في المستقبل، ومع ذلك إذا تُرك النظام يعمل على وشك الانهيار؛ فقد ينتج عن فشله آثار أكثر تدميراً إذا حدث، على سبيل المثال بسبب الكوارث الطبيعية الشديدة؛ فإن هذا الاستنتاج صحيح أيضاً بالنسبة للأنظمة الأخرى، مثل كارثة العاصفة المطيرة الأخيرة التي واجهها نظام الصرف الصحي في بكين.

كما يُعتقد عموماً أن هذين الانقطاع التيار الكهربائي مرتبطان بالمناخ الجاف، مما قلل من توليد الطاقة الكهرومائية وزاد من الطلب على الكهرباء للري، ومع ذلك يبدو من المدهش أن يحدث الفشل في منتصف الليل، وعندما يكون حمل الشبكة الكهربائية منخفضاً في العادة.

لذلك؛ فإن أحد التفسيرات هو أنه من أجل تلبية الطلب على الكهرباء السكنية، كما حدّت الحكومات المحلية من استخدام الطاقة الصناعية، وبالتالي تحول منتصف الليل إلى فترة ذروة، لذلك إذا كان هذا صحيحاً؛ فسيكون من المدهش أن الإدارات الإدارية لم تتخذ أي إجراءات تصحيحية حتى بعد المبالغة في تنظيم إجراءات الطوارئ.

التأثرات الاقتصادية المصاحبة لانقطاع تزويد التيار الكهربائي

بالنسبة للاقتصاد الحديث، قد ينطوي انقطاع التيار الكهربائي الضخم على خسائر مالية تتجاوز الفوائد الاقتصادية الناتجة عن المنافسة في السوق، وعلاوة على ذلك يمكن أن يعرض الأمن القومي والاجتماعي للخطر، ومع ذلك على الجانب الإيجابي؛ فإنه يتطور المجتمع البشري من خلال النجاة من الكوارث والنكسات والتعلم من هذين الانقطاع الهائل للتيار الكهربائي وقد يساعد في منع وقوع المزيد من الحوادث المدمرة.

على غرار الهند وبعض الدول الآسيوية؛ تعد الصين دولة نامية ذات عدد سكان كبير ويحتاج إلى طاقة، علاوة على ذلك يحتاج كلا البلدين إلى نقل طاقة كهربائية عالي السعة لمسافات طويلة بسبب عدم التوافق بين مواقع مصادر الطاقة والطلب على الأحمال الكهربائية، لذلك كشفت حالات انقطاع التيار الكهربائي الهائلة في الهند أيضاً عن معلومات محتملة ومثيرة للقلق بالنسبة للصين.

كذلك يمكن أيضاً العثور على نقص الطاقة والهشاشة الهيكلية للشبكة في الشبكات الهندية في نظام الطاقة الصيني، خاصةً إذا لم تقلل الصين من اعتمادها على الوقود الأحفوري أو إذا كان نظام نقل الطاقة الخاص بها لا يتوافق مع طبيعة تدفق الطاقة؛ فقد يصبح إمداد الطاقة بمثابة عنق الزجاجة الرئيسي لنموها الاقتصادي مرة أخرى.

التجارب العملية لانقطاع التيار الكهربائي حول العالم

تماشياَ مع التجارب من حوادث أخرى مماثلة في جميع أنحاء العالم؛ فقد كشف الانقطاعان الهائلان عن معلومات مهمة بأنه يجب إعادة فحص العوامل المختلفة المتعلقة بنظام نقل الطاقة ضمن إطار عمل موحد؛ بما في ذلك هيكل صناعة الطاقة واستراتيجيات التسويق واللوائح والتخطيط والتصميم والمحاكاة وأنظمة المعلومات وإدارة العمليات وتقنيات التحكم، كذلك الاستثمار في البحث والتطوير وتدريب الموظفين.

ثانياً يجب الإسراع في إنشاء شبكات ذكية قوية، بحيث يجب إجراء تخطيط وإنشاء وإدارة وتشغيل هذه الشبكات الذكية في إطار موحد، وبالإضافة إلى ذلك يجب دمج الشبكات الحضرية والريفية ونقل وتوزيع الطاقة وإدارة تشغيل الشبكة بواسطة وكالة مركزية.

كما إن آليات التطور بين القطعتين تستحق عناية فائقة، والمثير للدهشة أن الانقطاع الثاني (الأكثر ضخامة) ظهر عندما عادت الشبكات تقريباً إلى وضعها الطبيعي بعد انقطاع التيار الأول، بحيث يجب تتبع وتحليل الآليات الكامنة وراء هذا الفشل، كما أظهر هذا الإضراب المفاجئ “الموجة الثانية” ضرورة وجود نظام إدارة منسق، وأشار أيضاً إلى أهمية التنسيق الفعال بين التحكم الوقائي والتحكم في حالات الطوارئ والتحكم التصحيحي والتحكم في الاستعادة.

جودة البنية التحتية وأثرها على امدادات التيار الكهربائي

عادة ما تؤمن مرافق البنية التحتية القوية مصدر طاقة موثوق به في ظل الظروف العادية أو الأعطال العامة، ومع ذلك أثناء الكوارث الطبيعية الشديدة أو الكوارث التي من صنع الإنسان؛ فإنه يلزم وجود أنظمة إدارة جيدة التصميم والدفاع عن المخاطر، لذلك إذا تم التخلي عن تحسين نظام دفاع التعتيم؛ فحتى نظام الطاقة القوي للغاية يمكن أن يصبح عرضة للفشل، وذلك كما كان الحال في الولايات المتحدة وكندا (Blackout).

وبسبب الافتقار إلى إطار دفاع التعتيم في المستوى الأعلى، فقد فشل مديرو نظام الطاقة في اتخاذ التدابير المناسبة لإيقاف فشل يشبه الدومينو في مراحل مختلفة أثناء تطور حالتي انقطاع التيار الكهربائي في الهند، أولاً يجب أن يضمن تخطيط وإنشاء مرافق البنية التحتية كفاية توليد ونقل ملائم وثانياً يلزم التحكم الذكي أثناء تشغيل النظام، مثل التحكم الوقائي الذاتي التكيف للتشغيل العادي والتحكم الذاتي في حالات الطوارئ بعد بدء الاستجابات للفشل.

كما أنه يجب أن تأخذ إدارة جانب الطلب في الاعتبار كل من الأداء الاقتصادي وأمن النظام، أما ثالثاً يجب دمج الوعي المناسب بالمخاطر في التحكم في الاستعادة لمنع الانقطاعات المتتالية للتيار الكهربائي، وبالإضافة إلى ذلك؛ فإنه يجب أن يفي هيكل صناعة الطاقة وإدارتها بمتطلبات النمو الاقتصادي.

ونظراً لتعقيد أمن الطاقة؛ لا ينبغي لصانعي السياسات المبالغة في التركيز على التسويق مع إهمال الآثار السلبية للمنافسة المدفوعة بالسوق والتخطيط اللامركزي والبناء والإدارة على كفاية وأمن أنظمة الطاقة، وعلى الرغم من أن الأمن والاقتصاد قد يبدو متضاربين؛ إلا أنهما متحدان تماماً فيما يتعلق بالأداء الاقتصادي العام، لذلك يجب تنسيق هذين الجانبين في إطار مفهوم إدارة المخاطر.

الجانب الاقتصادي للإصلاحات التي تطال شبكات القدرة الكهربائية

يعتبر الهدف من إصلاح الكهرباء هو إنشاء سوق كهرباء عادل ومنفتح ومنظم وتنافسي، وبالتالي تحسين تنظيم الشبكة الكهربائية وتحسين كفاءة صناعة الطاقة وتعزيز التنمية المستدامة لصناعة الكهرباء، وفي السوق التنافسية؛ فإنه يتمثل الدور الأساسي لشبكة الطاقة في توفير منصة عادلة ومفتوحة، كما تتمثل المهمة المركزية لهذه المنصة في توفير دخول مفتوح وغير متحيز للسوق للمشاركين في السوق.

ومع ذلك ونظراً لأن نقل وتوزيع الطاقة من الخدمات الاحتكارية بشكل طبيعي؛ فإن مجرد إدخال المنافسة السوقية إلى شبكات الطاقة قد لا يكون عملياً أو اقتصادياً، وعلى الصعيد العالمي؛ بدأت إصلاحات صناعة الطاقة في العديد من البلدان دائماً مع الوعي العالي بالخصائص التقنية والاقتصادية الفريدة لهذه الصناعة، وبناءً على ذلك تم تحقيق المكاسب الاقتصادية للإصلاح بشكل أساسي من خلال إدخال المنافسة.

وأخيراً فيما يتعلق بإصلاح خدمات نقل وتوزيع الطاقة؛ فقد اختارت بلدان مختلفة نماذج إصلاح مغايرة (خدمات توليد وتوزيع طاقة منفصلة أو متكاملة)، ووفقاً للظروف الخاصة لمعظم البلدان التي تختار وضع التوليد والتوزيع المنفصلين؛ فإن ذلك يرجع إلى أسباب تاريخية، ومن ناحية أخرى تحولت روسيا وبعض الولايات الأسترالية إلى وضع التوليد والتوزيع المنفصلين نتيجة للإصلاح.

المصدر: Y Xue, "Smart grid supporting energy security and environmental safety", Power Syst Clean Energy, vol. 26, no. 7, pp. 7-11, 2010.J Zhao, F Wen, Y Xue et al., "Modeling analysis and control research framework of cyber physical power systems", Automat Electr Power Syst, vol. 35, no. 16, pp. 1-8, 2011.S Xiao, "Consideration of technology for constructing Chinese smart grid", Automat Electr Power Syst, vol. 33, no. 9, pp. 1-4, 2009.M Zeng, N Li, J Dong et al., "Key technologies of power grid operation and management based on philosophy of general security: a view of blackout in India", Automat Electr Power Syst, vol. 36, no. 16, pp. 9-13, 2012.


شارك المقالة: