Contingency analysis
Power flow studies test whether the system remains within limits after the loss of any single or double element.
GCRI · 关键基础设施
面向韧性的电力工程
Power engineering covers the generation, transmission, distribution and protection of electricity. In this field it explains how grids fail and recover, and how design, protection and operation reduce outages for the services that depend on them.
02申请
What power systems engineering does here.
电力 系统 engineering designs and operates the networks that generate, transmit and distribute electricity. It ensures that supply meets demand reliably as generation mixes and loads change. In 关键基础设施 and cities and built environment, power engineering shows how grid failures cascade into water, communications, health and finance. It informs investment and operating rules that protect dependent services. The canonical description is on STEM Commons.
Hardening distribution networks
Options such as undergrounding, stronger poles and vegetation management are compared for reducing weather outages.
Black-start and restoration plans
Restoration plans are reviewed for black-start units, cranking paths, communications and the order in which priority loads are reconnected.
03地理
Energy now in Western Europe.
Night lights and population density over Western Europe, from NASA GIBS. Each layer carries its own date.
交互式地图需要JavaScript；图层列表和来源见下文。
图层 2
本页当前的能源状况
关于本图层
- 证据
- 观测
- 来源
- VIIRS Black Marble（VNP46A2）（NASA LAADS DAAC）
- 提供方
- NASA LAADS DAAC
- 许可协议
- NASA 开放数据
- 年份版本
- 每日；卫星辐射亮度，已校正月光和大气影响
- 构建时的最新内容
- 2026-10-12
- 处理结果
- 约 500 米网格
- 不确定性
- 所示日期的卫星夜间辐射亮度；灯光是用电和停电的替代指标，并非对供应或获得电力情况的测量。
- 经由以下途径到达
- gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问
关于本图层
- 证据
- 估计值
- 来源
- 世界网格化人口 v4.11（NASA SEDAC（哥伦比亚大学 CIESIN））
- 提供方
- NASA SEDAC（哥伦比亚大学 CIESIN）
- 许可协议
- CC BY 4.0
- 年份版本
- null；基于人口普查的估算，静态（2020）
- 处理结果
- 约 1 公里网格
- 不确定性
- 基于人口普查的 2020 年每平方公里人口估算，作为风险暴露背景展示；不是受任何危害影响的人数。
- 经由以下途径到达
- gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问
关于本图层
- 证据
- 观测（云层造成缺口）
- 来源
- VIIRS 全球洪水产品（NASA LANCE）
- 提供方
- NASA LANCE
- 许可协议
- NASA 开放数据
- 年份版本
- 每日；卫星探测；云层造成缺口
- 构建时的最新内容
- 2026-10-14
- 处理结果
- 约 250 米网格
- 不确定性
- 卫星探测；云层造成缺口。卫星或模型栅格数据，按提供方发布的原样呈现。云层、条带缺口和反演误差会造成缺口和噪声；数值是指标，而非某地的测量值。
- 经由以下途径到达
- gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问
关于本图层
- 证据
- 观测
- 来源
- VIIRS NOAA-20 校正反射率（NASA LANCE）
- 提供方
- NASA LANCE
- 许可协议
- NASA 开放数据
- 年份版本
- 每日；卫星图像
- 构建时的最新内容
- 2026-10-14
- 处理结果
- 约 250 米网格
- 不确定性
- 卫星图像。卫星或模型栅格数据，按提供方发布的原样呈现。云层、条带缺口和反演误差会造成缺口和噪声；数值是指标，而非某地的测量值。
- 经由以下途径到达
- gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问
关于本图层
- 证据
- 模型生成（GIBS 发布的最新年份）
- 来源
- MODIS Terra 和 Aqua 土地覆盖（MCD12Q1）（NASA LP DAAC）
- 提供方
- NASA LP DAAC
- 许可协议
- NASA 开放数据
- 年份版本
- 每年；卫星分类；GIBS 发布的最新年份
- 构建时的最新内容
- 2024-01-01
- 处理结果
- 约 500 米网格
- 不确定性
- 所示年份的卫星土地覆盖类别，含农田；该分类存在已知误差，并非农场登记册。
- 经由以下途径到达
- gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问
关于本图层
- 证据
- 模型生成（GIBS 发布的最新月份）
- 来源
- MERRA-2（NASA GMAO / GES DISC）
- 提供方
- NASA GMAO / GES DISC
- 许可协议
- NASA 开放数据
- 年份版本
- 每月；再分析模型；GIBS 发布的最新月份
- 构建时的最新内容
- 2026-07-01
- 处理结果
- 约 2 公里网格
- 不确定性
- 再分析模型对陆地月平均入射太阳辐射的估算；是太阳能资源的指标，并非场址发电量评估。
- 经由以下途径到达
- gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许实时地图后访问
键盘操作，地图获得焦点时
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最新可用
NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © OpenStreetMap贡献者 (ODbL) · Natural Earth
正在加载最新的NASA影像。
拖动以移动。按住 Ctrl 或 ⌘ 并滚动、双指缩放或使用按钮缩放；悬停可查看指针下的数值；重置可返回该区域。
Energy now, framed on Western Europe.NASA 发布的卫星和模型产品，各带自己的日期。它们是指标，而非对任何地点的评估。
数据：NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © OpenStreetMap 贡献者 · Natural Earth · NASA EONET · NASA/NOAA VIIRS · NASA JPL OPERA DIST-ALERT来源与许可
- We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). NASA 开放数据
- We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). NASA 开放数据
- VIIRS Black Marble 夜间灯光，NASA 戈达德航天中心；由 NASA Level-1 与大气档案和分发系统（LAADS DAAC）分发；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 NASA 开放数据
- Center for International Earth Science Information Network (CIESIN), Columbia University. 2018. Gridded Population of the World, Version 4 (GPWv4): Population Density, Revision 11. NASA Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC). 采用 CC BY 4.0 许可。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 doi:10.7927/H49C6VHW. CC BY 4.0
- VIIRS 近实时产品（洪水、地表温度、积雪覆盖、校正反射率），NASA LANCE；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 NASA 开放数据
- MODIS 陆地产品（植被指数、总初级生产力、土地覆盖），NASA LP DAAC 和 LANCE；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 NASA 开放数据
- MERRA-2 再分析，NASA 全球建模与同化办公室；由 NASA GES DISC 分发；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 NASA 开放数据
- ASTER GDEM 是 METI 和 NASA 的产品（ASTER Global Digital Elevation Model V003，NASA LP DAAC）；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。引用格式：NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. NASA 开放数据
- 使用 Natural Earth 制作。免费矢量和栅格地图数据，见 naturalearthdata.com。 公有领域
- © OpenStreetMap 贡献者（ODbL），经由 NASA GIBS（海岸线、边界、道路和地名）。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 ODbL
- Blue Marble，NASA Earth Observatory；影像来自 NASA GIBS。颜色依据已发布的色标重绘；显示处的数值已按六边形网格平均（经修改）。 NASA 开放数据
- 地球仪和平面地图上的背景信息：海岸线、边界、道路和地名来自 NASA GIBS 参考图层（OpenStreetMap 数据，ODbL，© OpenStreetMap contributors）；Blue Marble 影像可作为可选底图；3D 地形和高程读数来自 ASTER GDEM 高程色彩指数（5 m 至 200 m 分级，为便于辨识而作了夸张处理）。边界按已发布的样式绘制，不代表对任何领土的立场。
- 实时事件：NASA Earth Observatory Natural Event Tracker（EONET）；事件仅供参考，并保留其原始来源链接。
- Observed (EO): NASA/NOAA VIIRS (Suomi NPP). We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
- Observed (EO): NASA JPL OPERA DIST-ALERT (contains modified Copernicus Sentinel data 2026). We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
- NASA GIBS: We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
- 过去一年的每日气温（ERA5，经由 Open-Meteo）：包含经修改的 Copernicus 气候变化服务 2026 年信息。
- 过去一年的每日气温和日照（NASA POWER）：这些数据来自 NASA 兰利研究中心（LaRC）POWER 项目，该项目由 NASA 地球科学/应用科学计划资助。
- 天气数据来自 Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), 依据 CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). 授权。
- 可选图层（图层列表中共 10 个来源：实时、预报、观测和背景）启用后会在地图上和此处显示其提供方署名；预报为模型输出，衍生指数为估计值。
图层与日期
- 夜间灯光，每日：VIIRS Black Marble（VNP46A2），NASA LAADS DAAC · 2026年10月12日
- 人口密度，2020 年：人口：哥伦比亚大学 CIESIN，世界网格化人口 v4.11（2018），NASA SEDAC， CC BY 4.0 · 静态
- 洪水水体，3 日合成：VIIRS 全球洪水产品，NASA LANCE · 2026年10月14日
- 真彩色：VIIRS NOAA-20 校正反射率，NASA LANCE · 2026年10月13日
- 土地覆盖类型（IGBP），年度：MODIS Terra 和 Aqua 土地覆盖（MCD12Q1），NASA LP DAAC · 2024
- 陆地地表入射太阳辐射，月均值：MERRA-2，NASA GMAO / GES DISC · 2026年7月
05模拟器
在相互依存的网络中的一次级联。
A 危害足迹 会摧毁每一层中位置相同的资产；碎片化、层间依赖和幸存部分的过载随后使失效蔓延。3D 视图按深度将各层分开。这是使用明示示例数值的教学模型，不是预测。本页地图显示的是西欧；模型本身并不局限于某一地点。
控制措施
- 每个图层的资产
- 18
- 危害足迹
- 占面积的 8%
- 依赖其他图层的资产
- 60%
- 备用容量（容差）
- 30%
读数
- 受危害冲击的资产
- 6%
- 仍在运行的资产
- 50%
- 初始损害的放大
- 9.0 times
- 结算步数
- 3
数字、方法与来源
| 步骤 | 交通运行（%） | 电力运行（%） | 电信运行（%） |
|---|---|---|---|
| 0 | 89 | 100 | 94 |
| 1 | 56 | 67 | 89 |
| 2 | 56 | 67 | 44 |
| 3 | 56 | 67 | 28 |
方法
- 相互依存网络 Buldyrev 等（2010），Catastrophic cascade of failures in interdependent networks，Nature 464
- 过载级联 Motter and Lai (2002), Physical Review E 66
- 介数负载 Brandes (2001), Journal of Mathematical Sociology 25
- 多层网络 Kivela and others (2014), Journal of Complex Networks 2
- 基础设施相互依赖 Rinaldi, Peerenboom and Kelly (2001), IEEE Control Systems 21(6)
- 不确定性扇形图（参数蒙特卡罗） Spiegelhalter, Pearson and Short (2011), Visualising uncertainty about the future, Science 333
- 单因素敏感性（龙卷风图） Saltelli and others (2008), Global Sensitivity Analysis: The Primer, Wiley
数据
The model runs on the teaching values set by the controls. To calibrate it for a place, read it against these admitted layers and series, which this page’s map can draw:
- 主要道路 Natural Earth
- 铁路 Natural Earth
- 海港 Natural Earth
- 机场 Natural Earth
- 城市范围 Natural Earth
- 今晚的夜间灯光、停电（VIIRS 昼夜波段） NASA/NOAA VIIRS（Suomi NPP）· 登记 nasa.gibs.context-live-layers
- 自然事件（NASA EONET） NASA EONET · 登记 nasa.eonet.events
贯穿六大支柱，由 Nexus Consortium 牵头
06验证
结果如何核查。
Models are calibrated against measured system disturbances and operating data. Planning studies are checked through operator review and post-event analysis.
| 核查 | 如何开展 |
|---|---|
| 模型验证 | Network models are validated against measured flows |
| Restoration drills | Black-start plans are tested |
| Cost-effectiveness review | Hardening options are compared on avoided outage time per cost |
Rapid growth in inverter-based resources changes system dynamics that legacy models represent poorly. Correlated weather extremes can exceed planning assumptions.
07孪生与级联模拟器
Model power engineering for resilience as a system. Run the cascade.
Assembled from the Nexus Standards area profile 关键基础设施与关键实体: the hazards it names, the 系统 and sectors that carry the loss, the controls that dampen it and the data that observe it. Choose the components, pick an initiating hazard and step through the cascade. The Map view places the run on an example geography with open data. Every coupling weight is a stated assumption you can change. A teaching model, not a forecast, an assessment or a certification. To model a place of your own choosing, open the full System Builder.
系统与耦合
- 关键基础设施与关键实体
- 能源风险标准 依赖关系
- 空间天气、频谱与授时风险标准 Common-mode dependency
- 复合与级联危害标准 级联
- 网络韧性与数字运营韧性 共同驱动因素
控制措施
NS-0章程与原则NS-3风险记录 UNI（语法、旧编码对照、分配机构）NS-9情境 UNI（部署、实例、计划实例）NS-10政策和条款（机器可读的义务：定义、约束、评估和执行）NS-11验证与监测（证据、证明、零信任符合性观测）NRS-H61危害族：级联失效（NHS-1 sys.cascade）NRS-H94危害族：系统性网络事件（NHS-1 cyber.systemic-cyber）NRS-H107危害族：数字基础设施集中与单一化（NHS-1 tech.digital-concentration）NRS-K31领域包概况：国家网络韧性（DOMAIN-031）NRS-K36领域包概况：关键基础设施（DOMAIN-036）NRS-K48领域包概况：金融系统韧性（DOMAIN-048）
观测
- OpenStreetMap planet and replication (listed for reference)
- Global Power Plant Database (listed for reference)
- NASA Black Marble night-time lights (VNP46) (listed for reference)
- Global Human Settlement Layer (listed for reference)
- 灾害造成的关键基础设施损坏
- Number of disruptions to basic services attributed to disasters
- Proportion of the rural population who live within 2 km of an all-season road
示例地理范围
- Europe: 113 hexagonal cells
- 今夜夜间灯光与停电（VIIRS 昼夜波段），NASA GIBS
- 穿透云层的地表水，30 m（OPERA DSWx-S1 雷达），NASA GIBS
- 过去半小时降雨率（IMERG），NASA GIBS
- 地表土壤湿度（SMAP），NASA GIBS
09方法与证据
How power engineering for resilience is modelled, measured and tested.
模型、其假设、数据和不确定性，以科学家或工程师会核查的形式呈现。结构遵循已发表的方法。所取数值仅为示意，不是研究发现。
系统模型
The couplings between the systems in power engineering for resilience: signs of influence, a reinforcing and a balancing loop, and cross-links where stress jumps.
FAIR 指导原则 · GO FAIR 和 FORCE11W3C PROV · 万维网联盟关于一致处理不确定性的指南 · IPCCCEOS 分析就绪数据 · 地球观测卫星委员会
10管理责任
由谁维护该方法。
Energy Nexus stewards power 系统 engineering for the Consortium and reviews how it is applied across platforms.
11已关联
本页在整个联合体中通向何处。
12问题
问题与解答。
What are the limits of power systems engineering in this field?
Rapid growth in inverter-based resources changes system dynamics that legacy models represent poorly. Correlated weather extremes can exceed planning assumptions.
结果如何核查？
Models are calibrated against measured system disturbances and operating data. Planning studies are checked through operator review and post-event analysis.
本页面上的数值是真实的吗？
The data names, roles and checks are real descriptions of practice. The canvas shows a design of the method’s use, not a run; no result is reported here.
该方法还应用于何处？
维持社会运转的 规范方法页面 列出应用该方法的每个平台。
报告贡献
从本页贡献证据。
报告 is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.
GCRI关键基础设施战略系统情景与压力测试
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切勿发送个人数据、敏感基础设施细节或您无权分享的任何内容。贡献在使用前会经过审查；发送贡献不赋予署名权或编辑权，赞助也绝不能换取研究结论。
法律
法律文件。
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