12003-08-14美國、加拿大電網(wǎng)事故的發(fā)展過程
2003-08-14,美國東部時間16:11開始,美國東北部電網(wǎng)和加拿大聯(lián)合電網(wǎng)發(fā)生了有史以來影響最大的電網(wǎng)停電事故(以下簡稱"8·14"事故),事故波及美國東部電網(wǎng)和加拿大電網(wǎng),美國的密西根州、紐約州、新澤西州、馬薩諸塞等八個州和加拿大的安大略、魁北克省都受到了嚴重的影響。
"8·14"停電事故的發(fā)展過程為:
15:06,處于俄亥俄州Chambeilain至Harding的一條345kV線路不明原因跳閘;
15:32,由于負荷過重,Hanna至Juniper又一條345kV的線路下垂并放電跳閘;
15:41,Star至S.canton的又一條345kV的線路跳閘;
15:46,Tidd至CantonCtrl的一條345kV的線路跳閘;
16:06,Sammis至Star的一條345kV的線路跳閘并重合成功;
以上線路位于俄亥俄州克利夫蘭市附近。
16:08,美國東部電網(wǎng)和加拿大電網(wǎng)發(fā)生振蕩;
16:10,Cambell3號機跳閘;
16:10,Hampton至Thenford的一條345kV線路跳閘;
16:10,Oneida至Majestic的一條345kV線路跳閘;
16:11,Avon9號機組跳閘;
16:11,Beaver至DavisBesse的一條345kV線路跳閘;
16:11,Midway至Lemoyne/Foster的一條138kV線路跳閘;
16:11,Perr1號機組跳閘;
16:11,美國東北部電網(wǎng)與加拿大解列;
16:15,Sammis至Star的一條345kV線路跳閘并重合成功;
16:17,F(xiàn)ermi核電站停機;
16:17~16:21,密西根州數(shù)條線路跳閘。
事故共計損失負荷6180萬kW。事故中,美、加共有超過100座電廠停機,其中包括22座核電站。紐約市在停電29h后恢復(fù)供電。
從上述的時間順序來看,在第一條線路故障開始到系統(tǒng)開始振蕩有62
min的發(fā)展過程,由于4條線路均集中在俄亥俄州克利夫蘭市附近,按美國電網(wǎng)的管理分工,對這4條線路的調(diào)度和處理應(yīng)由美國東北部的電網(wǎng)公司進行。但在此區(qū)域內(nèi)有3個緊密聯(lián)系的聯(lián)合電力系統(tǒng),并在北面與加拿大的魁北克水電系統(tǒng)相連,而北美可靠性管理協(xié)會(NERC)在東北電力系統(tǒng)的機構(gòu)--東北區(qū)電力協(xié)調(diào)委員會(NPCC)和大西洋中區(qū)委員會(MAAC)只負責協(xié)調(diào)跨區(qū)供電范圍內(nèi)的問題,當問題由局部問題變?yōu)閰^(qū)域問題時,NERC的干預(yù)可能已經(jīng)為時已晚。
2美國、加拿大停電事故暴露的主要問題
在"8·14"美、加電網(wǎng)事故之前,美國、加拿大也曾發(fā)生過多起重大的電網(wǎng)事故,其中有些事故涉及兩國。這些事故暴露出以下問題。
2.1電網(wǎng)缺乏統(tǒng)一有效的管理機制和管理手段,對電力生產(chǎn)、交易過程的特殊性缺乏全面認識
(1)
美國、加拿大從地理上可以分為17個物理電網(wǎng),但全國沒有統(tǒng)一的管理機構(gòu)。國家雖然設(shè)有能源部,但只負責出臺能源政策,不負責能源領(lǐng)域的具體事務(wù)。美國、加拿大雖在吸取了1965年大停電教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,于1968年成立了NERC,下屬11個管理委員會,154個控制區(qū),并在許多方面進行了努力,但始終缺乏強制的管理作用。
(2)
電網(wǎng)缺乏統(tǒng)一的技術(shù)、管理標準。NERC主要在并網(wǎng)運行的技術(shù)原則上進行規(guī)定,但受各利益主體的影響,在執(zhí)行和落實上存在非常大的差異。
(3)
在電廠、電網(wǎng)的投資方面,運行者過分強調(diào)經(jīng)濟性,而忽視了電力生產(chǎn)的客觀規(guī)律。電力商品的特殊性,特別是對電力商品的特殊規(guī)律,即交易過程的系統(tǒng)性、唯一性、安全性沒有正確的認識,目前應(yīng)用的市場規(guī)則是建立在普通商品市場經(jīng)濟規(guī)律基礎(chǔ)上的變通和移植。
2.2電網(wǎng)的技術(shù)、管理標準沒有統(tǒng)一和落實,電網(wǎng)缺乏統(tǒng)一的調(diào)度,實時信息得不到對稱的交換
(1)
從事故的發(fā)展來看,美、加多次大停電都存在一些外部的客觀因素,有線路雷電的問題、有樹木對線路放電的問題,但都不是最關(guān)鍵的,而接下來的發(fā)展都與保護的不正確、線路的過載跳閘有密切的關(guān)系。
(2)
從事故的處理來看,事故一般都發(fā)生在一個局部電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線上,此時的調(diào)度處理基本上由負責這一區(qū)域運行的電網(wǎng)機構(gòu)進行,而這一區(qū)域的調(diào)度并不完全了解更大區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)潮流的分布,相鄰電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)也不清楚其他電網(wǎng)的運行狀態(tài),這對事故的處理極為不利,甚至會加劇或擴大事故。
2.3電網(wǎng)的二次保護系統(tǒng)和安全措施不完整
(1)
從保護的動作行為來看,據(jù)對美國有關(guān)電力企業(yè)繼電保護動作整定原則的了解,由于各企業(yè)從保護自身利益出發(fā),對繼電保護的靈敏度要求較高,而對繼電保護的選擇性要求一般,幾次事故表明,保護不正確動作是事故擴大的主要原因之一。
(2)各電網(wǎng)的管理標準和技術(shù)標準有差異。
(3)各發(fā)電商、電網(wǎng)經(jīng)營商都從保護自己的利益出發(fā)考慮二次系統(tǒng)和安全自動系統(tǒng)的整定問題。
2.4電網(wǎng)網(wǎng)架存在結(jié)構(gòu)性問題
(1)電壓等級復(fù)雜,管理交錯,存在電磁環(huán)網(wǎng),一旦有問題就象"多米諾"骨牌一樣坍塌。
(2)結(jié)構(gòu)不合理,網(wǎng)中有網(wǎng),一旦發(fā)生事故非常不利于事故的隔離。
2.5投資者過分追求經(jīng)濟效益,導(dǎo)致電網(wǎng)發(fā)展滯后、系統(tǒng)備用容量不足
(1)美國進行電力市場化改革后,電力供應(yīng)商競爭激烈,加之過分強調(diào)經(jīng)濟性,電網(wǎng)建設(shè)滯后社會經(jīng)濟的要求。
(2)由于受市場化的影響,投資者強調(diào)經(jīng)濟效益,導(dǎo)致系統(tǒng)備用不足。
3美國、加拿大多次電網(wǎng)事故的啟示
我國正在進行電力體制改革,電力工業(yè)正邁向市場化,正視美國、加拿大的電網(wǎng)事故,分析其電網(wǎng)技術(shù)管理上存在的問題,對防止電網(wǎng)事故有積極的借鑒意義。
3.1正確認識電力商品的特殊性,尊重電力系統(tǒng)生產(chǎn)、輸送、消費的客觀規(guī)律。
(1)電力商品的轉(zhuǎn)化過程,完全依賴于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行,它的交換過程的不可中斷性,是確定電力市場的基礎(chǔ)和終點。
(2)確保電力從產(chǎn)品到商品轉(zhuǎn)化過程的安全、穩(wěn)定、可靠,是實現(xiàn)投資者、發(fā)電商、電網(wǎng)運營商、最終客戶利益的唯一方式。
(3)
電網(wǎng)是一個系統(tǒng),系統(tǒng)中的任一元件,一般不能單獨實現(xiàn)產(chǎn)品到商品的轉(zhuǎn)化,不能獨立完成系統(tǒng)的功能。參與市場活動的各方都必須承諾和遵守單一元件在系統(tǒng)中的基本功能要求。
3.2牢固樹立"安全第一,預(yù)防為主"的方針,把防止電網(wǎng)事故放在一切工作的首位。
(1)
充分繼承發(fā)揚我國在電力安全生產(chǎn)管理上的好經(jīng)驗,如在一個集團公司內(nèi),通過行政的方式建立、完善責任制體系,安全生產(chǎn)目標體系和內(nèi)部考核機制,形成企業(yè)內(nèi)部的安全生產(chǎn)保證體系?!?2)在廠、網(wǎng)分開的大背景下,在國家層面上建立保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行、符合我國電網(wǎng)目前運行狀況的管理機制和監(jiān)督機制。
3.3在新形式下繼續(xù)堅持電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度的原則。
(1)在過去,"四統(tǒng)一原則"對保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行發(fā)揮了積極作用,應(yīng)研究在新形式下"四統(tǒng)一原則"如何得以體現(xiàn)和發(fā)揮。
(2)應(yīng)研究新形勢下電網(wǎng)調(diào)度如何確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行并實現(xiàn)公平、公正、公開的方法。
(3)必須加強確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠運行的三道防線的建設(shè)。
3.4在新形勢下電網(wǎng)與電廠建立安全生產(chǎn)管理的協(xié)調(diào)機制,是保證電網(wǎng)不發(fā)生事故的重要基礎(chǔ)
(1)
政府的監(jiān)督管理責任。制定全國電力系統(tǒng)必須執(zhí)行的有關(guān)電網(wǎng)穩(wěn)定的技術(shù)、管理標準以及事故、可靠性調(diào)查統(tǒng)計等強制性標準;協(xié)調(diào)處理危及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的外部政策、環(huán)境條件。
(2)電廠的安全責任。執(zhí)行監(jiān)管部門出臺的技術(shù)、管理等標準,嚴格遵守、執(zhí)行電網(wǎng)調(diào)度命令。
(3)電網(wǎng)的安全管理責任。執(zhí)行監(jiān)管部門出臺的技術(shù)、管理等標準,根據(jù)電網(wǎng)的實際運行情況,合理安排運行方式,調(diào)控電網(wǎng)運行。
(4)客戶的責任。負責維護產(chǎn)權(quán)屬于自己的電氣設(shè)備的健康運行,在特殊情況下執(zhí)行電網(wǎng)的計劃用電、錯峰、讓峰等措施。
(5)社會的責任。參與電力設(shè)施的保護,自覺遵守確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的要求、規(guī)定。
3.5強化統(tǒng)一調(diào)度,嚴肅調(diào)度紀律,加強電網(wǎng)二次保護及安全自動控制系統(tǒng)的管理是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的手段
(1)
強化統(tǒng)一調(diào)度,嚴格執(zhí)行調(diào)度命令是防止事故發(fā)生、擴大的重要手段,美國多次電網(wǎng)事故的處理過程充分暴露了多邊協(xié)議調(diào)度在事故狀態(tài)下的弊端,也反映出電網(wǎng)調(diào)度與電網(wǎng)企業(yè)密不可分的關(guān)系,這種關(guān)系不能只遵循市場經(jīng)濟的普通規(guī)律,而更應(yīng)遵循電力生產(chǎn)的特殊規(guī)律。
(2)二次系統(tǒng)的統(tǒng)一管理是維系電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要技術(shù)手段。統(tǒng)一整定、分級管理的方式必須得到延續(xù)和加強。
3.6建立完善統(tǒng)一的技術(shù)、管理標準,施行統(tǒng)一的技術(shù)監(jiān)督措施是電網(wǎng)技術(shù)管理的重要基礎(chǔ)。
(1)
建立全國統(tǒng)一的技術(shù)管理標準體系,明確電網(wǎng)安全的技術(shù)標準。多年來我國電力工業(yè)的發(fā)展都充分證明了統(tǒng)一技術(shù)、管理標準對確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要支撐作用。
(2)用法律手段明確強制措施,不能因?qū)嵤╇娏w制改革而減弱在涉及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行方面的技術(shù)監(jiān)督措施。
3.7加強電力設(shè)施保護和電網(wǎng)安全的關(guān)系
(1)
電力設(shè)施的保護與電網(wǎng)安全的問題。因電力設(shè)施的被盜而引發(fā)的運行事故占有一定的比例,加強對此類犯罪的打擊是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的外部條件之一,需要引起政府專政機構(gòu)的高度重視。
(2)
電力設(shè)施的保護與相關(guān)法律的問題。電力工業(yè)的安全穩(wěn)定運行是一個系統(tǒng)工程,但在實際工作中不同部門制定的法律、法規(guī)存在嚴重的沖突和矛盾。線路運行的環(huán)境達不到電力設(shè)施保護條例所要求的運行條件,關(guān)鍵是法律、法規(guī)的沖突和不同部門對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行認識的差異。
他人之石,可為吾鑒。美國、加拿大的電網(wǎng)事故可以成為我們電力系統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)管理人員借鑒的寶貴經(jīng)驗。
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