从美加停电事故看电网生产技术管理的重要性.docx

从美加停电事故看电网生产技术管理的重 要性 摘 要 从 XX-08-14 美国、加拿大停电事故暴露的 问题，从生产技术管理的角度进行初步分析，并提出处于 电力体制改革关键时期的中国电力工业应吸取的经验和教 训。 关键词 电网；停电事故；技术管理 1 XX-08-14 美国、加拿大电网事故的发展过程 XX-08-14，美国东部时间 16:11 开始，美国东北部电 网和加拿大联合电网发生了有史以来影响最大的电网停电 事故(以下简称“814“事故)，事故波及美国东部电网和加 拿大电网，美国的密西根州、纽约州、新泽西州、马萨诸 塞等八个州和加拿大的安大略、魁北克省都受到了严重的 影响。 “814“停电事故的发展过程为： 15:06，处于俄亥俄州 Chambeilain 至 Harding 的一条 345 kV 线路不明原因跳闸； 15:32，由于负荷过重，Hanna 至 Juniper 又一条 345 kV 的线路下垂并放电跳闸； 15:41，Star 至 S.canton 的又一条 345 kV 的线路跳闸； 15:46，Tidd 至 Canton Ctrl 的一条 345 kV 的线路跳 闸； 16:06，Sammis 至 Star 的一条 345 kV 的线路跳闸并重 合成功； 以上线路位于俄亥俄州克利夫兰市附近。 16:08，美国东部电网和加拿大电网发生振荡； 16:10，Cambell 3 号机跳闸； 16:10，Hampton 至 Thenford 的一条 345 kV 线路跳闸； 16:10，Oneida 至 Majestic 的一条 345 kV 线路跳闸； 16:11，Avon 9 号机组跳闸； 16:11，Beaver 至 Davis Besse 的一条 345 kV 线路跳 闸； 16:11，Midway 至 Lemoyne/Foster 的一条 138 kV 线路 跳闸； 16:11，Perr 1 号机组跳闸； 16:11，美国东北部电网与加拿大解列； 16:15，Sammis 至 Star 的一条 345 kV 线路跳闸并重合 成功； 16:17，Fermi 核电站停机； 16:1716:21，密西根州数条线路跳闸。 事故共计损失负荷 6 180 万 kW。事故中，美、加共有 超过 100 座电厂停机，其中包括 22 座核电站。纽约市在停 电 29 h 后恢复供电。 从上述的时间顺序来看，在第一条线路故障开始到系 统开始振荡有 62 min 的发展过程，由于 4 条线路均集中在 俄亥俄州克利夫兰市附近，按美国电网的管理分工，对这 4 条线路的调度和处理应由美国东北部的电网公司进行。但 在此区域内有 3 个紧密联系的联合电力系统，并在北面与 加拿大的魁北克水电系统相连，而北美可靠性管理协会 (NERC)在东北电力系统的机构-东北区电力协调委员会 (NPCC)和大西洋中区委员会(MAAC)只负责协调跨区供电范 围内的问题，当问题由局部问题变为区域问题时，NERC 的 干预可能已经为时已晚。 2 美国、加拿大停电事故暴露的主要问题 在“814“美、加电网事故之前，美国、加拿大也曾发 生过多起重大的电网事故，其中有些事故涉及两国。这些 事故暴露出以下问题。 2.1 电网缺乏统一有效的管理机制和管理手段，对电 力生产、交易过程的特殊性缺乏全面认识 (1) 美国、加拿大从地理上可以分为 17 个物理电网， 但全国没有统一的管理机构。国家虽然设有能源部，但只 负责出台能源政策，不负责能源领域的具体事务。美国、 加拿大虽在吸取了 1965 年大停电教训的基础上，于 1968 年成立了 NERC，下属 11 个管理委员会，154 个控制区，并 在许多方面进行了努力，但始终缺乏强制的管理作用。 (2) 电网缺乏统一的技术、管理标准。NERC 主要在并 网运行的技术原则上进行规定，但受各利益主体的影响， 在执行和落实上存在非常大的差异。 (3) 在电厂、电网的投资方面，运行者过分强调经济 性，而忽视了电力生产的客观规律。电力商品的特殊性， 特别是对电力商品的特殊规律，即交易过程的系统性、唯 一性、安全性没有正确的认识，目前应用的市场规则是建 立在普通商品市场经济规律基础上的变通和移植。 2.2 电网的技术、管理标准没有统一和落实，电网缺 乏统一的调度，实时信息得不到对称的交换 (1) 从事故的发展来看，美、加多次大停电都存在一 些外部的客观因素，有线路雷电的问题、有树木对线路放 电的问题，但都不是最关键的，而接下来的发展都与保护 的不正确、线路的过载跳闸有密切的关系。 (2) 从事故的处理来看，事故一般都发生在一个局部 电网的联络线上，此时的调度处理基本上由负责这一区域 运行的电网机构进行，而这一区域的调度并不完全了解更 大区域内电网潮流的分布，相邻电网调度机构也不清楚其 他电网的运行状态，这对事故的处理极为不利，甚至会加 剧或扩大事故。 2.3 电网的二次保护系统和安全措施不完整 (1) 从保护的动作行为来看，据对美国有关电力企业 继电保护动作整定原则的了解，由于各企业从保护自身利 益出发，对继电保护的灵敏度要求较高，而对继电保护的 选择性要求一般，几次事故表明，保护不正确动作是事故 扩大的主要原因之一。 (2) 各电网的管理标准和技术标准有差异。 (3) 各发电商、电网经营商都从保护自己的利益出发 考虑二次系统和安全自动系统的整定问题。 2.4 电网网架存在结构性问题 (1) 电压等级复杂，管理交错，存在电磁环网，一旦 有问题就象“多米诺“骨牌一样坍塌。 (2) 结构不合理，网中有网，一旦发生事故非常不利 于事故的隔离。 2.5 投资者过分追求经济效益，导致电网发展滞后、 系统备用容量不足 (1) 美国进行电力市场化改革后，电力供应商竞争激 烈，加之过分强调经济性，电网建设滞后社会经济的要求。 (2) 由于受市场化的影响，投资者强调经济效益，导 致系统备用不足。 3 美国、加拿大多次电网事故的启示 我国正在进行电力体制改革，电力工业正迈向市场化， 正视美国、加拿大的电网事故，分析其电网技术管理上存 在的问题，对防止电网事故有积极的借鉴意义。 3.1 正确认识电力商品的特殊性，尊重电力系统生产、 输送、消费的客观规律。 (1) 电力商品的转化过程，完全依赖于电网的安全稳 定运行，它的交换过程的不可中断性，是确定电力市场的 基础和终点。 (2) 确保电力从产品到商品转化过程的安全、稳定、 可靠，是实现投资者、发电商、电网运营商、最终客户利 益的唯一方式。 (3) 电网是一个系统，系统中的任一元件，一般不能 单独实现产品到商品的转化，不能独立完成系统的功能。 参与市场活动的各方都必须承诺和遵守单一元件在系统中 的基本功能要求。 3.2 牢固树立“安全第一，预防为主“的方针，把防止 电网事故放在一切工作的首位。 (1) 充分继承发扬我国在电力安全生产管理上的好经 验，如在一个集团公司内，通过行政的方式建立、完善责 任制体系，安全生产目标体系和内部考核机制，形成企业 内部的安全生产保证体系。 (2) 在厂、网分开的大背景下，在国家层面上建立保 证电网安全、稳定运行、符合我国电网目前运行状况的管 理机制和监督机制。 3.3 在新形式下继续坚持电网统一规划、统一建设、 统一管理、统一调度的原则。 (1) 在过去，“四统一原则“对保证电网安全、稳定运 行发挥了积极作用，应研究在新形式下“四统一原则“如何 得以体现和发挥。 (2) 应研究新形势下电网调度如何确保电网安全稳定 运行并实现公平、公正、公开的方法。 (3) 必须加强确保电网安全、稳定、可靠运行的三道 防线的建设。 3.4 在新形势下电网与电厂建立安全生产管理的协调 机制，是保证电网不发生事故的重要基础 (1) 政府的监督管理责任。制定全国电力系统必须执 行的有关电网稳定的技术、管理标准以及事故、可靠性调 查统计等强制性标准；协调处理危及电网安全稳定运行的 外部政策、环境条件。 (2) 电厂的安全责任。执行监管部门出台的技术、管 理等标准，严格遵守、执行电网调度命令。 (3) 电网的安全管理责任。执行监管部门出台的技术、 管理等标准，根据电网的实际运行情况，合理安排运行方 式，调控电网运行。 (4) 客户的责任。负责维护产权属于自己的电气设备 的健康运行，在特殊情况下执行电网的计划用电、错峰、 让峰等措施。 (5) 社会的责任。参与电力设施的保护，自觉遵守确 保电网安全稳定运行的要求、规定。 3.5 强化统一调度，严肃调度纪律，加强电网二次保 护及安全自动控制系统的管理是保证电网安全稳定运行的 手段 (1) 强化统一调度，严格执行调度命令是防止事故发 生、扩大的重要手段，美国多次电网事故的处理过程充分 暴露了多边协议调度在事故状态下的弊端，也反映出电网 调度与电网企业密不可分的关系，这种关系不能只遵循市 场经济的普通规律，而更应遵循电力生产的特殊规律。 (2) 二次系统的统一管理是维系电网安全稳定运行的 重要技术手段。统一整定、分级管理的方式必须得到延续 和加强。 3.6 建立完善统一的技术、管理标准，施行统一的技 术监督措施是电网技术管理的重要基础。 (1) 建立全国统一的技术管理标准体系，明确电网安 全的技术标准。多年来我国电力工业的发展都充分证明了 统一技术、管理标准对确保电网安全稳定运行的重要支撑 作用。 (2) 用法律手段明确强制措施，不能因实施电力体制 改革而减弱在涉及电网安全稳定运行方面的技术监督措施。 3.7 加强电力设施保护和电网安全的关系 (1) 电力设施的保护与电网安全的问题。因电力设施 的被盗而引发的运行事故占有一定的比例，加强对此类犯 罪的打击是保证电网安