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80亿美元的年度停电成本,研究估算

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由劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)的研究人员Kristina Hamachi-LaCommare和Joe Eto为美国能源部输电和配电办公室进行的一项研究估计,电力中断和停电每年花费约800亿美元。这些电力中断的成本可能会持续几秒到几天,这是近期关于电网现代化讨论的一个关键要素。 Hamachi-LaCommare说:“像Eto一样,他是伯克利实验室环境能源技术部门的一名职员科学家,他说:”2003年夏天袭击东北部的大停电确实把重点放在了电网的状况上。 “在停电之后不久,就有人要求投资使电网现代化,从500亿到1000亿美元不等。我们希望在这些讨论中增加一个关键的缺失信息,即这些投资可能带来的价值可能是提高可靠性或更少或更短的电力中断。“

起点在于建立一个基准中断会使企业和消费者付出代价。 Hamachi-LaCommare和Eto在回顾了文献并发现了之前估计中的重大差距之后,开始系统地评估并弥补这些差距。

伯克利实验室的研究汇总了三个来源的最佳可用数据:关于不间断服务的电力客户价值调查,电力公用事业部门关于电力中断记录的信息以及美国能源信息署关于数量,位置和类型的信息美国电力客户。根据现有的数据,研究人员将电力中断划分为持续不到五分钟的电力中断,以及那些长度较长的电力中断。较长的中断通常以其持续时间(每个中断的时间长度)和频率(每个服务区域的中断次数)为特征。

研究人员警告说,关于电力中断的可用数据存在不确定性,这些差距可能意味着中断的真实成本可能高达数百亿美元或更低。他们呼吁全国努力收集有关这些费用的更好的信息。

按部门划分的费用
这项研究估计,美国的电力中断总成本每年约为800亿美元。其中,570亿美元(73%)来自商业部门的损失和200亿美元(25%)的工业部门。 Hamachi-LaCommare指出:“商业部门在这些成本中所占份额较高的原因是大量的商业客户,包括小型和大型企业,以及每个客户的高停机成本。工业部门的每用户停机成本明显高于商业用户,但工业用户仅为160万,而商业用户则为1490万。

作者估计住宅损失15亿美元,或只有约2%的总数。然而,Eto指出:“对于影响居民用电客户的电力中断造成的不便或麻烦,很难确定价值。另外,根据我们收集到的数据,我们的方法没有考虑到长时间停电的住宅客户的影响,因为这是非常罕见的事件。数据的一个问题是,按照惯例,一些公用事业公司在统计中不包括由飓风或冰暴等重大自然事件造成的中断。“

这项研究的另一个重要结论是,暂时中断更频繁,对中断总成本的影响要比持续中断的频率更低。短暂的中断造成了三分之二的成本,达520亿美元,而五分钟或更长时间的持续中断造成了260亿美元的损失。 “这一发现强调了这样一个事实,即对于许多商业和工业用户来说,这是由停电造成的”停工时间“的长短决定了中断的成本,而不一定是 中断本身,“埃托说。

估计中的不确定性
Hamachi-LaCommare和Eto估计他们对电力中断关键参数的假设可能会偏离其结果。假设所有电力中断发生在炎热的夏季工作日下午,当电力成本高(假定是假的假设)导致估计每年成本为1190亿美元。假设大型商业/工业消费者的可靠性水平高于住宅消费者,导致成本低至230亿美元。商业和工业用户可以投资更可靠的电力(例如能量存储或分布式发电),或者电力公司的配电系统设计可以提供给他们。

另一个问题是缺乏关于电能质量的数据。 “电力中断”是指电力完全丧失,但是电网也经历“电力质量事件”,当向客户供电时偏离电力公司试图交付的标准时发生。该标准是每秒60个周期,住宅为120伏交流电,商业工业客户为480伏。从电脑到工业控制系统的电子设备在电能质量事件中可能会停止运行或受到损害,因此电能质量已经成为商业和工业部门更为关心的问题。然而,伯克利实验室的研究发现,目前没有足够的数据来估计电能质量问题的成本。

由于这些原因,Hamachi-LaCommare和Eto建议公用事业及其监管机构改进电力中断和电力质量数据的收集。鼓励政策制定者,监管机构和行业协调收集电力中断数据,改进频率和持续时间数据的记录,收集更多关于消费者从停电中恢复的成本和努力的信息。 Eto总结说:“考虑到谁应该投资多少钱来改善电网的决策所涉及的高额利润,我们必须依靠关于这些投资的关键预期收益之一的最佳可能信息,即提高电力可靠性。

伯克利实验室是位于加州伯克利的美国能源部国家实验室。它进行未分类的科学研究,由加利福尼亚大学管理。请访问我们的网站www.lbl.gov。

从伯克利实验室



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