지난 2월 텍사스는 기록상 가장 추운 기온을 기록했습니다. 많은 사람들이 뉴스에서 읽은 것처럼, 이로 인해 텍사스 전력망에 전례 없는 장애가 발생했습니다. 400만 명 전기 공급 중단 절정에. 다음과 같은 다양한 문제가 발생했습니다. 도시 수도 시스템 고장 , 병원 대피 , 그리고 가장 비극적으로, 생명의 상실 .
이 글은 데이터에 초점을 맞추고 무슨 일이 언제 일어났는지 밝히는 것을 목표로 합니다. 하지만 먼저 모든 것을 더 쉽게 이해할 수 있도록 몇 가지 정보를 알려드리겠습니다.
- 텍사스 전력망(텍사스 인구의 90% 이상을 차지) 국가 전력망에 연결되어 있지 않습니다. .
- ERCOT(텍사스 전기 신뢰성 협의회)는 생산자로부터 지역 소비자(예: 전력 공급업체인 Austin Energy)로의 전기 흐름을 관리하며, 이 소비자는 다시 개인 고객(예: 나)으로의 흐름을 제어합니다.
- 텍사스의 전력망은 여름에도 번창할 수 있도록 구축되었습니다. 여기는 더워지는데, 정말 뜨겁다 , 그리고 정말 오랫동안. 겨울철에는 (일반적으로) 필요하지 않기 때문에 발전 용량 중 일부가 오프라인 상태가 됩니다. 해당 세대의 대부분은 다시 온라인 상태로 전환하는 데 몇 주에서 몇 달이 걸립니다.
이제 그 배경이 생겼으니...
폭풍
2월 10일부터 추운 날씨가 주를 휩쓸기 시작했습니다. 오스틴에서는 눈이 내리는 비와 세찬 바람, 기온이 떨어졌습니다. 도로가 안전하지 않아 학교는 문을 닫았지만 전반적으로 전력망은 버틸 수 있었습니다. 이 첫 번째 폭풍은 우리가 볼 수 있는 전형적인 텍사스 겨울 전선이었습니다. 아마도 1년에 1~2회: 바람이 많이 불고 기온은 20도이며 약간의 얼음이 있습니다.
진짜 망치는 발렌타인데이에 떨어졌어요. 오스틴에서는 기온이 영하(자정 31°F) 바로 아래에서 시작하여 24시간 후 하루 종일 기온이 14°F까지 꾸준히 떨어졌습니다. 기온은 잠시 20도 초반으로 따뜻해졌으나 2월 16일 아침에는 6°F까지 떨어졌습니다. 규모와 시기는 다르지만 이 패턴은 주 전역에서 반복되었습니다. 2월 15일 아침, Austin Energy 고객은 전력 공급이 중단될 것이라는 전화를 받기 시작했습니다. 즉, 전력망에 과부하가 걸리지 않도록 하면서 사람들이 어느 정도 따뜻한 상태를 유지할 수 있도록 최대 45분 동안 꺼졌다가 15분 동안 다시 켜짐을 의미합니다. 그러나 오스틴과 주 전역에서 롤오프된 사람들은 며칠 동안 롤백되지 않았습니다.
Figure 1: A timeline of February storm in south-central Texas. Source: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdfFigure 1: A timeline of February storm in south-central Texas. Source: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdfFigure 1: A timeline of February storm in south-central Texas. Source: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdfFigure 1: A timeline of February storm in south-central Texas. Source: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdf그림 1: 텍사스 중남부의 2월 폭풍의 타임라인. 출처: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdf
추울 뿐만 아니라 오랫동안 추웠어요. 오스틴 버그스트롬 공항은 164시간 동안 32°F 이하의 기온을 기록했습니다(이전 기록은 112시간)! 오스틴은 역대 가장 추운 2월 기온(6°F) 기록을 세웠습니다. 오스틴은 노스다코타보다 북회귀선에 두 배 더 가깝다는 점을 명심하세요!
Figure 2. Temperature readings at the international airports in Dallas-Fort Worth (DFW), Austin, and Houston.Figure 2. Temperature readings at the international airports in Dallas-Fort Worth (DFW), Austin, and Houston.Figure 2. Temperature readings at the international airports in Dallas-Fort Worth (DFW), Austin, and Houston.Figure 2. Temperature readings at the international airports in Dallas-Fort Worth (DFW), Austin, and Houston.그림 2. 댈러스-포트워스(DFW), 오스틴, 휴스턴 국제공항의 기온 수치입니다.
이번 한파로 인해 적출된 기록의 수는 상당하다. 인상적인 . 총 적설량은 우리가 수십 년 동안 본 것과는 전혀 달랐습니다. 오스틴은 8인치에 가까운 수신을 받았고, DFW 바로 동쪽에서는 6인치, 휴스턴 북쪽(멕시코 만)에서는 최대 4인치까지 수신되었습니다. 델 리오(리오 그란데 강의 오스틴 서쪽 마을)는 거의 1피트의 눈을 기록하여 이전 기록을 거의 10인치나 앞섰습니다!
Figure 3: Snowfall on the morning of 15 Feb. as seen from my garage. By the end of the day, my kids had converted the exersaucer seen on the curb to a sled. Texans are gonna Texas.Figure 3: Snowfall on the morning of 15 Feb. as seen from my garage. By the end of the day, my kids had converted the exersaucer seen on the curb to a sled. Texans are gonna Texas.Figure 3: Snowfall on the morning of 15 Feb. as seen from my garage. By the end of the day, my kids had converted the exersaucer seen on the curb to a sled. Texans are gonna Texas.Figure 3: Snowfall on the morning of 15 Feb. as seen from my garage. By the end of the day, my kids had converted the exersaucer seen on the curb to a sled. Texans are gonna Texas.그림 3: 내 차고에서 본 2월 15일 아침의 눈. 하루가 끝날 무렵, 우리 아이들은 연석에서 본 엑서소서를 썰매로 전환했습니다. 텍사스 사람들은 텍사스로 갈 거예요.
한때 텍사스 주 전체는 겨울 폭풍 경보를 받았습니다.
Figure 4: NOAA weather advisories on 14 Feb. 2021. Source: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdfFigure 4: NOAA weather advisories on 14 Feb. 2021. Source: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdfFigure 4: NOAA weather advisories on 14 Feb. 2021. Source: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdfFigure 4: NOAA weather advisories on 14 Feb. 2021. Source: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdf그림 4: 2021년 2월 14일 NOAA 기상 주의보. 출처: https://www.weather.gov/media/ewx/wxevents/ewx-20210218.pdf
추위의 규모와 지속 기간, 그리고 텍사스 전력 생산량의 상당 부분이 ~ 아니다 겨울이 지나면 일이 어떻게 그리고 왜 그토록 재앙적으로 실패했는지 쉽게 알 수 있습니다.
발전 실패
Figure 5: Four major sources of ERCOT power generation compared to total power generated. Major drops in in power generation occurred in the early morning hours of 15 Feb.Figure 5: Four major sources of ERCOT power generation compared to total power generated. Major drops in in power generation occurred in the early morning hours of 15 Feb.Figure 5: Four major sources of ERCOT power generation compared to total power generated. Major drops in in power generation occurred in the early morning hours of 15 Feb.Figure 5: Four major sources of ERCOT power generation compared to total power generated. Major drops in in power generation occurred in the early morning hours of 15 Feb.그림 5: 생성된 총 전력과 비교한 ERCOT 발전의 4가지 주요 소스. 2월 15일 이른 아침에 전력 생산량이 크게 감소했습니다.
2월 15일 오전 2시에 바퀴가 떨어져 나갔다. 페름기 분지의 천연가스 수원이 얼어붙었다. 이러한 실패는 석탄 화력 발전소의 실패와 함께 주 전역의 발전량을 16% 감소시켰습니다. 3시간 후 원자력 발전량은 28%(주 전체 발전량의 2%) 감소했습니다. 이러한 고장은 얼어붙은 풍력 터빈으로 인해 주 전역에서 2~3%의 추가 전력 생산량 감소와 결합되어 2월 15일 텍사스 주민들이 주 전역에서 가장 추운 기온과 20% 적은 전력으로 잠에서 깨어났습니다. 5일 후 주 전역의 기온이 반등할 때까지 텍사스는 발전 용량의 거의 40%를 잃었습니다(2월 14일 최대 68kMW, 2월 17일 최소 42kMW).
Figure 6: Temperatures at DFW, Austin, and Houston with power generation by type. Check out that Solar signal!Figure 6: Temperatures at DFW, Austin, and Houston with power generation by type. Check out that Solar signal!Figure 6: Temperatures at DFW, Austin, and Houston with power generation by type. Check out that Solar signal!Figure 6: Temperatures at DFW, Austin, and Houston with power generation by type. Check out that Solar signal!그림 6: 유형별 발전량에 따른 DFW, 오스틴, 휴스턴의 온도. 태양광 신호를 확인해보세요!
생성된 전력과 시스템의 부하를 살펴보면 JMP 위의 그래프를 보면 텍사스가 어떻게 들어왔는지 알 수 있습니다. 5분 미만 전체 그리드를 잃는 것입니다. 주 전역에서 그리드의 주파수가 60Hz 아래로 위험한 수준으로 떨어진 것은 2월 15일 이른 아침에 두 번의 하향 스파이크가 발생했을 때였습니다(그림 7). 전문가들은 낮은 주파수에서 4분 37초 더 길어지면 ERCOT의 전체 네트워크가 소진되어 다시 온라인 상태로 전환하는 데 몇 주에서 몇 달이 걸릴 것이라고 가정합니다. (발전 데이터는 출판 당시 임시 데이터였으며, 이는 총 발전에서 총 부하를 뺀 값이 여러 날 동안 음수인 이유를 설명할 수 있습니다.)
Figure 7: Power Load matched Power Generation nearly step for step. Large dropoffs in Load on 15 February were caused by loss of generation, not lower power usage.Figure 7: Power Load matched Power Generation nearly step for step. Large dropoffs in Load on 15 February were caused by loss of generation, not lower power usage.Figure 7: Power Load matched Power Generation nearly step for step. Large dropoffs in Load on 15 February were caused by loss of generation, not lower power usage.Figure 7: Power Load matched Power Generation nearly step for step. Large dropoffs in Load on 15 February were caused by loss of generation, not lower power usage.그림 7: 전력 부하가 거의 단계별로 발전과 일치합니다. 2월 15일 부하가 크게 감소한 것은 전력 사용량 감소가 아니라 발전 손실 때문이었습니다.
우리는 어떻게 지냈나요?
아, 우리는 정말 운이 좋았습니다. 우리는 시련 기간 내내 전기를 유지했고, 5일 동안 물을 끓여야 했지만 수압이 완전히 떨어지지 않았습니다. 유틸리티를 유지함으로써 우리는 4일 동안 전력 없이도(성인 6명, 어린이 11명, 개 2마리, 코로나19 없음!) 집을 친구들에게 공개할 수 있었습니다.
오스틴과 텍사스 전역의 많은 사람들은 운이 좋지 않았습니다. 그 이후로 몇 주 동안 정전으로 인한 사망 보고가 조금씩 들어오고 있습니다. 같은 폭풍으로 인해 거의 강렬했던 날씨를 받은 MS 잭슨(Jackson)은 한 달 동안 물 없이 ! 이것이 다시는 이런 일이 발생하지 않도록 주(및 기타 주)가 인프라를 개선하도록 동기를 부여할 수 있기를 바랍니다.
위에 제시된 데이터는 다음에서 확인할 수 있습니다. JMP 공개 .
" 그림 6: 유형별 발전량에 따른 DFW, 오스틴, 휴스턴의 온도. 저 태양광 신호를 확인해보세요!"라는 화려한 그래픽이 돋보입니다!고통을 예술로 만드는 것에 대해 이야기해 보세요.
