停電

停電は、停電、電力障害、^{[ 1 ]}停電、電力損失、電力カット、電力停止、または電力干ばつとも呼ばれ、エンドユーザーへの電力ネットワーク供給が完全に失われることを指します。

電力ネットワークにおける停電の原因は多岐にわたります。例えば、発電所の故障、送電線、変電所、その他の配電系統の損傷、短絡、連鎖的な故障、ヒューズや遮断器の作動などが挙げられます。

停電は、環境や公共の安全が危険にさらされる場所では特に深刻です。病院、下水処理場、鉱山などの施設では、通常、停電時に自動的に起動する非常用発電機などのバックアップ電源が備えられています。通信などの他の重要なシステムにも、非常用電源が必要です。電話交換局のバッテリー室には通常、バックアップ用の鉛蓄電池のアレイと、長時間の停電時に発電機を接続するためのソケットがあります。停電中は、電力供給が中断され、家庭、企業、その他の施設への電力供給が失われます。停電は、悪天候（嵐、ハリケーン、吹雪など）、地震、機器の故障、送電網の過負荷など、さまざまな理由で発生する可能性があります。

停電は、停電の期間と影響に応じて、3つの異なる現象に分類されます。

• 一時的な停電とは、送電線上の故障（短絡やフラッシュオーバーなど）によって発生する停電のことです。故障が解消されると、電力は自動的に復旧します。
• ブラウンアウトとは、電力供給における電圧 低下のことです。ブラウンアウトという名称は、電圧が低下した際に白熱灯が暗くなる現象に由来しています。ブラウンアウトは、機器の性能低下や誤動作を引き起こす可能性があります。
• 停電とは、広範囲にわたる長時間の電力供給の完全な喪失のことです。^{[ 2 ] [ 3 ]}これは、発生しうる最も深刻な電力供給停止の形態です。発電所のトリップによって発生する、または発電所のトリップによって発生する停電は、特に迅速な復旧が困難です。停電の性質や電力ネットワークの構成によっては、停電が数分から数週間続く場合があります。

輪番停電は、電力需要が供給を上回った場合に発生し、一部の顧客は必要な電圧で電力を供給されますが、他の顧客は全く電力を供給されません。輪番停電は発展途上国でよく発生し、事前に計画される場合もあれば、予告なしに発生する場合もあります。先進国でも発生しており、例えば、 2000年から2001年にかけてのカリフォルニアの電力危機では、政府の規制緩和によって卸売電力市場が不安定化しました。停電は、ガス漏れによる火災を防ぐ（例えば、メリマックバレーのガス爆発に対応して複数の町で電力が遮断された）など、公共の安全対策としても使用されます。また、保守管理が不十分な送電線周辺での山火事を防ぐ（例えば、2019年のカリフォルニアの停電時）ためにも使用されます。

電力供給ネットワークでは、ネットワーク機器の過負荷による深刻な損傷を防ぐため、発電量と電力負荷（需要）が毎秒ほぼ等しくなければなりません。保護リレーとヒューズは、過負荷を自動的に検知し、損傷の危険性がある回路を遮断するために使用されます。

特定の条件下では、ネットワークコンポーネントのシャットダウンにより、ネットワークの隣接セグメントで電流変動が発生し、ネットワークのより広い範囲で連鎖的な障害が発生する可能性があります。これは、建物、街区、都市全体、さらには電力網全体に及ぶ可能性があります。

現代の電力システムは、冗長性により、このような連鎖的な障害に耐性を持つように設計されています。まれな大規模障害を防ぐための投資には短期的な経済的利益がない場合もあるため、研究者たちは、ネットワークの回復力が時間とともに低下する傾向があり、それが大規模な障害が発生した後にのみ修正されるという懸念を表明しています。^{[ 4 ]} 2003年の出版物で、Carrerasと共著者は、小規模な停電の可能性を減らすことは、より大規模な停電の可能性を高めるだけだと主張しました。^{[ 5 ]}この場合、個々の顧客を満足させ続けるという短期的な経済的利益は、大規模停電の可能性を高めます。

上院エネルギー・天然資源委員会は、 2018年10月に公聴会を開催し、システム全体の停電後に電力を復旧するプロセスである「ブラックスタート」について調査した。公聴会の目的は、電力網が損傷した場合の電力業界のバックアップ計画について議会が知ることであった。電力網への脅威には、サイバー攻撃、太陽嵐、異常気象などがある。例えば、「2003年の北東部大停電」は、伸びすぎた樹木が高圧送電線に接触したことが原因で発生した。米国とカナダで約5500万人が停電に見舞われ、復旧には約60億ドルの費用がかかった。^{[ 6 ]}

コンピュータシステムや、論理回路を含むその他の電子機器は、突然の停電によってデータ損失やハードウェアの損傷を受けやすい。これには、データネットワーク機器、ビデオプロジェクター、警報システム、そしてコンピュータなどが含まれる。コンピュータシステムをこうした事態から保護するために、無停電電源装置（UPS）を使用することで、主電源が短時間利用できなくなった場合でも、安定した電力供給を維持できる。また、電源復旧時にハードウェアを損傷する可能性のあるサージ（電圧が数秒間上昇する現象）から保護するために、過剰な電圧を吸収するサージプロテクタと呼ばれる特殊な装置を使用することができる。

広範囲にわたる停電の後、電力供給を復旧させるのは困難を伴う。発電所を再び稼働させる必要があるためだ。通常、これは送電網の他の部分からの電力供給によって行われる。送電網からの電力供給が完全に途絶えた場合は、いわゆるブラックスタートを実行して送電網を稼働状態にする必要がある。その方法は地域の状況や運用方針によって大きく異なるが、一般的には送電事業者が局所的な「電力島」を設置し、それらを段階的に連結していく。この過程で供給周波数を許容範囲内に維持するためには、発電が復旧するのと同じペースで需要を再接続する必要があり、発電所、送電事業者、配電事業者間の緊密な連携が不可欠となる。

• Holloway, MD; Holloway, E. (2020).産業用語辞典. Wiley. ISBN 978-1-119-36344-62025年5月12日に取得。