Конец света

Пятьдесят миллионов жителей США и Канады стали жертвами крупнейшей в истории этих стран аварии электрических сетей. И гарантировать, что подобное не повторится, никто не в состоянии...

Blackout - вот ключевое слово, определявшее характер львиной доли новостей второй половины ушедшей недели. Вы, конечно, в курсе происходящего - даже российские бумажные газеты уже успели поднять шум и обглодать наново кости бедных американских обывателей, но сегодня давайте всё же вернёмся к этой истории и посмотрим на неё с другой стороны, технической.

Началось всё 14-го августа, в 16:10 по восточному времени, одинаковому для части США и Канады. Именно в этот час регистрирующие приборы в энергокольце, окружающем озеро Эри (одно из пяти Великих озёр) зафиксировали первое отклонение от нормы: из строя вышли три линии электропередач в северной части штата Огайо. В следующие три минуты напряжение было снято ещё с нескольких десятков линий, из работы выведена 21 электростанция, и огромная территория, охватившая часть Северной Америки, включившая куски США и Канады, осталась без электричества. По разным оценкам в зоне бедствия оказались от 30 до 50 миллионов человек. Случившееся западная пресса дружно окрестила "крупнейшей энергетической аварией за всю историю Северной Америки".

Ничего похожего по масштабам Америка действительно до сих пор не знала. Огромные пробки на дорогах (не работают светофоры), вставшее метро, остановившиеся заводы, фабрики, магазины, затихшие офисы. Отменённые и отложенные вылеты из всех гражданских аэропортов зоны бедствия (правда, говорят, только лишь из-за отключившейся аппаратуры для контроля за пассажиропотоком на предмет выявления потенциально опасных лиц и предметов - диспетчерское оборудование работало от собственных источников электроэнергии). Беспомощные и бесполезные мобильные телефоны: сети Sprint, Verizon, Nextel и многих других компаний, в первые часы аварии намертво забитые четырёхкратным всплеском активности пользователей, быстро скончались, поскольку базовые станции обладают лишь 6-часовым запасом автономной работы от резервных батарей. Аврал в магазинах, где раскуплен даже лёд. Отдельные случаи мародёрства и беспорядков - к счастью, полиция, военные и службы спасения действовали. Интересно, что несмотря на огромное количество попавших в "затемнение" людей и организаций, работа Сети в США шла в нормальном режиме: в AOL отметили лишь небольшое уменьшение числа единовременно подключенных к модемным пулам клиентов (с обычных 2.4 до 2.1 миллионов), бэкбон-сети и важные Интернет-узлы функционировали без проблем (данные Keynote Systems).

Почему и как такое произошло? Однозначного ответа на этот вопрос нет - лишь догадки. Современные электроэнергетические системы - сложнейший комплекс, управление которым предполагает не только запуск генератора на электростанции и соединение его с потребителем, но и учёт многих тысяч особенностей и контроль сотен процессов, с которыми связана передача электроэнергии. Некорректная или несвоевременная (а так называемые переходные процессы на линиях передач свершаются в доли секунды) реакция на те или иные события здесь чревата очень тяжёлыми последствиями, включая и физическое повреждение оборудования. Так, к примеру, частичный обрыв передающей линии может привести к скачку напряжения на её концах в несколько раз, что одинаково опасно и для потребителя, и для поставщика электроэнергии, и для владельца самой линии. Дело ещё более осложняется тем, что авария, возникшая в одном районе, вызывает лавинообразный эффект, распространяясь на связанные с ним соседние.

Конечно, для предотвращения таких аварий существует особая сигнализация и автоматика - и именно этой технике обязаны своим спасением жители оставшихся электрифицированными частей американского континента: вовремя сработавшие аппараты отделили аварийную часть электрической сети от ещё функционирующей. Но та же самая автоматика, стоящая на стыках сетей (электрические сети в США и Канаде - частная собственность), толком не отлаженная, похоже, виновата в том, что в зону отключения попали аж два десятка электростанций.

Стихийные, масштабные, лавинообразные отключения - настоящий бич американской электроэнергетики. Эти аварии распространяются молниеносно, в считанные минуты, и, несмотря на создание особых контролирующих органов (вроде NERC - объединяющих множество отдельных сетей небольшого размера), преследуют США на протяжении последних 50 лет. Особо вспоминают случай 1965 года, когда без света остались 30 миллионов человек (Great blackout - Великое затемнение), и отключение 1977-го, в результате которого Нью-Йорк пережил ночь ужаса, став жертвой тысяч мародёров, насильников и убийц. Все эти и многие другие похожие аварии происходили максимум за десяток минут, восстановление же нормальной работы электрической сети обычно отнимает несколько дней (нынешний случай не исключение). Почему?

Представьте себе систему, включающую десятки электростанций, линий передач и тысячи потребителей. Вовзращая её к жизни после отключения и разъединения, прежде всего, необходимо синхронизировать различные части, гарантировав в них идентичность параметров электрической энергии (напряжение, частота). При этом следует помнить, что в некоторых частях системы нагрузка (потребности клиентов в электроэнергии) может многократно превышать возможности местных электростанций (после возобновления совместной работы им помогают станции на соседних территориях). Заставить клиентов добровольно ограничить потребление электричества, как вы понимаете, невозможно - поэтому энергетики прибегают к принудительным частичным отключениям: именно из-за них сегодня простаивают ряд предприятий и лишены света многие жилые районы США.

Предположений относительно сумм, в которые выльется всё это светопреставление, много, причём варьируются они в очень широких пределах. Считая, что в общем случае пострадало промышленное производство, розничная торговля и индустрия грузоперевозок, некоторые аналитики прочат убытки до одного миллиарда долларов для каждого штата, попавшего под отключение. Это нижняя граница. Аналитики небезызвестной в мире финансов Merrill Lynch прочат до 30 миллиардов долларов убытку за каждый день простоя. И кто знает, может быть действительность превзойдёт и этот прогноз...