希思羅機場火災關閉事件凸顯單一故障點的風險——彭博社
Javier Blas
由於單一故障點——供電系統問題,希思羅機場遭遇了至少二十年來最嚴重的癱瘓。
攝影師:克里斯·J·拉特克利夫/彭博社每位工程師都明白,任何可能出錯的事情終將出錯。正如墨菲定律所述,故障總會在最糟糕的時刻以最惡劣的方式發生。這就是為什麼人們投入大量精力避免所謂的單一故障點——那些一旦崩潰就會導致整個系統癱瘓的關鍵組件——因為工程師深知這些核心部件遲早會出問題。倫敦希思羅機場正在用現實案例演繹墨菲定律與單一故障點相撞的後果:徹底混亂。週四晚間一座主要變電站突發火災,導致大面積斷電。截至週五早晨,這座歐洲最繁忙、全球第四大航空樞紐已全天停運,成為英國多年來最嚴重的航空中斷事件。
彭博社觀點煤炭令成為特朗普礦產行政令的骯髒秘密倫敦在召喚,但我的手機在哪?削減教育部預算只是作秀,絕非計劃春天來了!準備好迎接痛苦吧。航空業已怨聲載道:“對國家乃至全球都至關重要的關鍵基礎設施,怎能完全依賴單一電源且無備用方案?"航空協會主席威利·沃爾什質問,這位前英國航空掌門人言之有理——但保護這些單一故障點知易行難,還需權衡成本效益。
希思羅機場從英國電網的兩條主要連接線路獲取電力。一個名為海德北的大型變電站承擔了其大部分電力需求——而正是這座變電站發生了火災。然而,工程師們早已預料到墨菲定律的降臨,因此設計了三重冗餘系統:由三台不同的超級變壓器共同負責將電壓從27.5萬伏降至6.6萬伏。其中一台變壓器與另外兩台物理隔離,以增加額外的安全層級。整個電力系統達到了工程師所稱的N-2評級,這意味着即便同時損壞兩個組件,系統仍能維持運行1。
問題在於?沒人預見到三台超級變壓器會同時故障——這正是週四晚間發生的事。這個看似具備深度冗餘的系統,實則存在致命的單點故障隱患。
這引發了一系列關鍵問題。首先,為何希思羅機場沒有配置能完全承接海德北變電站故障時全部電力需求的冗餘電網連接?機場確實存在第二條連接線路,從名為艾弗的另一個主要變電站取電,但該線路似乎不足以承載整個機場的負荷。其次,為何機場沒有配備可隨時啓用的備用發電機?希思羅確實擁有能維持跑道燈光和航空導航設備運轉數小時的應急系統,但這套保障方案不足以支撐整個機場全天候運行。歸根結底是成本問題。建設完全冗餘的連接線路造價高昂,但當前事件證明系統癱瘓的代價更為慘重。“希思羅的成本效益分析本應顯示完全冗餘供電系統物有所值,“為大型電力用户提供電網連接諮詢的英國網絡服務公司董事總經理西蒙·加拉格爾告訴我,“現在所有機場都將重新評估。“備用發電方案本可發揮作用。希思羅最大用電負荷約55兆瓦,完全在數十台大型柴油發電機組的覆蓋範圍內2。機場還自建了燃燒木屑的小型發電廠,可產生約9兆瓦熱能和近2兆瓦電能。但事實證明,當國家電網斷電時,這座自備電廠無法獨立運行,給了墨菲定律肆虐的可乘之機。部分建築屋頂雖裝有太陽能板,但發電量杯水車薪。何況週五早晨陰雲密佈——墨菲定律與英國天氣倒是默契十足。若希思羅是數據中心而非機場,很可能早已配備足夠的備用發電能力,確保在國家電網中斷時持續運轉。
這場危機帶來了幾點教訓。多年來,各國在關鍵基礎設施上偷工減料,一次次進行成本效益分析時過分強調節約而忽視韌性。與此同時,隨着能源消費向電力轉移,我們需要大幅增加對電力系統中最不起眼的部分的投資:即電網最後10英里左右的環節,那裏高壓電流從架空電纜轉變為中壓,分配給企業和家庭。正是這個由超級變壓器、變電站和地下電纜組成的網絡需要鉅額投入。可悲的是,當前關注點僅集中在綠色能源或化石燃料領域的大型項目上。政客們要麼熱衷於風能和太陽能農場,要麼鍾情於燃煤和燃氣發電廠,並願意為之奮鬥。即便是主要的架空電纜電網也得到了一些關注。而那最後10英里的電纜和設備大多被遺忘了。希思羅機場的混亂應該給所有人敲響警鐘——不僅是在英國,其他地方也是如此。
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