随着电力公司为2026年大西洋飓风季做准备，气象预报人员预测届时至少将有10场命名风暴，其中至少三场预计将直接影响美国本土。熟悉的备战工作已经展开：调配抢修队伍、检查基础设施、加固脆弱资产。过去十年间，通过安装钢制电线杆、铺设地下线路、抬高变电站等方式，数十亿美元已投入物理加固工程。
然而，过去一年的极端天气表明，单靠加固并不能从根本上解决问题。风暴的可预测性越来越低，以意想不到的方式冲击电力系统，并压缩了恢复窗口期。与此同时，电网还面临着来自新增负荷、分布式能源资源以及可靠性需求的多重运营复杂性，这些挑战已超出单纯基础设施升级所能应对的范畴。
在这样的背景下，提升系统物理强度是必要的，但对于实现真正的韧性而言，这还远远不够。
向更智能化电网利用方式转型的趋势已在输电层面悄然推进。电网增强技术（GETs），例如动态线路额定值技术，正被广泛部署——借助实时数据，无需新建线路即可将输电能力提升10%至40%。
同样的原则也适用于配电领域。超过90%的用户停电事故源于配电网，而数十年前建设的老化基础设施如今已接近使用寿命末期。在恶劣天气下，导致停电时间延长的许多制约因素在本质上是运营层面的，而非结构性的，包括对系统压力缺乏可见性、无法动态平衡负荷，以及切换选项受限等问题。
一个具备抗风暴能力的电网，不仅要能够抵御损害，更要能够在具备实时可视性和动态适应能力的前提下，在灾害扰动中持续运行。
风暴中的隐性脆弱性
大风暴中的停电，往往肉眼可见——树木倒伏、线路断裂。但在这些显性故障背后，隐藏着更深层的局限性。电网运营商往往缺乏所需的可视性与控制能力，难以发现导体过载、相位不平衡或切换选项受限等隐性薄弱点。这些不易察觉的挑战，可能将原本可控的情况演变为持续数小时乃至数天的大规模停电事故。
近年的飓风事件一再印证了这一规律。2024年，飓风"海伦"和"米尔顿"揭示了运营约束如何在多个州范围内放大物理损害的程度。"海伦"在峰值时段导致东南部地区470万用户断电，数周后，"米尔顿"又使佛罗里达州约340万用户陷入停电困境。
这些运营层面的脆弱性并不局限于飓风季节。就在今年，冬季风暴"弗恩"也印证了这些制约因素会跨季节影响电网表现——超过10个州的200余万用户遭遇停电，并非因为基础设施发生灾难性故障，而是因为积冰导致视野受阻、运营盲区阻碍了有效应对。
即便晴空万里，这些脆弱性也在悄然侵蚀可靠性。2022年，美国用户年均停电时长达5.6小时，年均发生近1.5次服务中断，创下十余年来最长平均停电时长的记录，表明停电事故正变得愈发频繁、持续时间也越来越长。2023年，剔除重大事件后，用户年均停电时长约为两小时，若纳入重大事件则超过六小时。
韧性升级的三大核心能力
应对上述脆弱性，需要电力公司从根本上重新审视韧性的内涵。具备抗风暴能力的电网需要三项核心能力：在压力演变为故障之前即可感知的实时可视性、防止连锁停电的动态负荷平衡，以及无需人工干预即可重新路由电力的自动化切换。物理加固带来耐久性，而运营智能与自动化的结合则带来适应性。
在东南部地区，电力公司正在超越传统加固模式，转向将耐用基础设施与更智能化电网运营相结合的综合策略。杜克能源佛罗里达分公司在飓风"海伦"和"米尔顿"期间的表现，正是这一综合策略的有力佐证。该公司的自愈技术在两场相继来袭的风暴中成功阻止了逾30万用户停电，累计为用户节省了超过3亿分钟的停电时间。这项技术的运作原理类似于GPS导航，能够自动检测停电并重新路由电力，通常在不到一分钟内即可恢复供电。目前，77%的用户已受益于这项技术，杜克能源在72至96小时内恢复了95%的停电用户供电。
东南部其他电力公司也在推行类似策略。乔治亚电力公司将Smart Wires技术整合至输电环节，并将经过验证的相位平衡技术纳入配电抗风暴加固计划，现场部署结果显示，该技术能够实时重新路由电力并降低线路间拥堵，有助于在控制成本的同时提升容量管理效率。
在佛蒙特州，绿山电力公司则采取了互补性路径，推广家用电池等用户侧解决方案。这些分布式能源资源在风暴期间提供备用电源，同时降低日常峰值需求，构建出一个在危机和日常状态下均表现更优异的系统。
上述成功案例表明，无论是集中式还是分布式策略，只要与运营智能相结合，都能从实质上改善韧性结果。
灵活解决方案与规模化部署
电力公司还需要能够在不依赖漫长资本周期的前提下快速见效的选项。优化配电网电力流的技术正提供这种灵活性。
推进运营现代化，需要采用自动化负荷平衡等工具，使运营商能够绕过故障重新路由电力、避免拥堵，并减轻老化资产的压力。相位平衡技术可实时纠正不平衡状态并重新调配电力流向，在无需昂贵重新导线工程的情况下解锁10%至20%的额外容量，且其效益远不止于应对风暴，还涵盖提升可靠性、降低能源损耗以及延长资产使用寿命等方面。
对于大型投资者所有型电力公司而言，这些能力已逐步融入更宏观的电网现代化方案，以应对系统约束，而无需漫长的开发周期。农村电力合作社和市政公用事业单位则面临不同的挑战——许多公司服务于农村或财政拮据的地区，预算和人员配置使大规模改造难以实现。对于这类公用事业单位，动态化解决方案能够在不突破预算的前提下带来实质性改善——这是一项关键考量，因为监管机构对资本效率和用户影响的审查力度正日益加大。
灵活的数据驱动型解决方案可在14至20周内完成部署，成本约为传统基础设施建设的十分之一，使电力公司能够在不依赖多年期资本项目的情况下应对容量和可靠性制约。
电网韧性的未来走向
大西洋飓风季今年将再度考验电网。那些将物理加固与运营智能相结合——包括实时可视性、自动化负荷平衡和灵活容量管理——的电力公司，将能更快速恢复、更可靠地服务用户。
构建这种韧性的工具已经存在。先进相位平衡和电力流控制技术的现场部署，正在证明电力公司如何能够延长资产寿命、改善日常可靠性并释放隐藏容量，同时为下一场风暴做好准备。
长期以来，配电网被视为由孤立系统拼凑而成、需要统一解决方案的领域。它必须进化为一个灵活、响应迅速的网络，让分布式问题获得分布式解决方案——将技术部署在瓶颈真正存在的多条线路上，而不是等待那些可能姗姗来迟的单一大型项目。
运营能力是否需要与基础设施同步演进，已不再是一个疑问；真正的问题在于，电力公司能以多快的速度将这些能力大规模付诸实践。
本文作者Charles Murray为Switched Source公司首席执行官及联合创始人。
Q&A
Q1：什么是电网增强技术（GETs）？它能提升多少输电容量？
A：电网增强技术（GETs）是一类通过数据驱动方式优化现有输电线路使用效率的技术，动态线路额定值是其典型代表。该技术利用实时数据对输电线路的实际承载能力进行动态评估，而非沿用固定额定值，从而在无需新建线路的前提下，将输电容量提升10%至40%。这类技术已在输电层面逐步推广部署，是电网现代化进程中兼具成本效益与实施效率的重要路径之一。
Q2：杜克能源的自愈电网技术在飓风期间具体发挥了哪些作用？
A：在2024年飓风"海伦"和"米尔顿"相继来袭期间，杜克能源佛罗里达分公司部署的自愈技术成功阻止了逾30万用户停电，累计为用户节省超过3亿分钟的停电时间。该技术运作原理类似GPS导航，能够自动检测停电并即时重新路由电力，通常在不到一分钟内即可恢复供电。目前该技术已覆盖77%的用户，并帮助公司在72至96小时内恢复了95%的停电供电。
Q3：相位平衡技术如何在不新建基础设施的情况下提升配电网容量？
A：相位平衡技术能够实时检测并纠正配电网中存在的相位不平衡状态，并动态调整各线路的电力流向，从而将隐藏的闲置容量释放出来。实测数据表明，该技术可在无需昂贵重新导线工程的前提下，额外解锁10%至20%的系统容量。除提升容量外，它还能降低能源损耗、延长资产使用寿命，并改善日常供电可靠性，是一种兼顾经济性与实效性的电网优化手段。
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