2012年8月3日印度大停电

2012 年 8 月 3 日 当地时间 7 月 30 日凌晨 2 时 35 分开始 印度北部地区德里邦 哈利亚纳邦 中央邦 旁遮普邦 拉贾斯坦邦 北安查尔邦 北方邦等 9 个邦发生停电事故 逾 3 7 亿人受到影 响 在上述地区恢复供电数小时后 于当地时间 7 月 31 日 13 时 05 分开始 印度包括首都 新德里在内的东部 北部和东北部地区电网再次发生大面积停电事故 超过 20 个邦再次陷 入电力瘫痪状态 全国近一半地区的供电出现中断 逾 6 7 亿人口受到影响 印度两天之 内连续发生大面积停电事故 是有史以来影响人口最多的电力系统事故 成为世界范围内 规模最大的停电事件 暴露出印度在电力管理体制 调度管理体制 电网规划建设和运行 控制等方面诸多问题 深入分析其深层次原因 认真汲取教训 对我国电力体制改革及保 障电网安全具有十分重要的意义 一 印度电力行业发展现状一 印度电力行业发展现状 印度是联邦制国家 各邦相对独立 电力管理体制也分为国家和地方 邦 两个层面 在国家层面 其电力管理体制已实施政企分开 电力部负责履行政府管电职能 电力监管委 员会负责履行电力监管职能 中央电力厅隶属电力部 但具有规划 政策 标准制定及审批 权 印度国家电网公司负责建设运营国家电网 跨区域和跨邦电网 下辖五个区域电网 即北部 东部 东北部 西部和南部区域电网 目前 五个区域电网之间主要通过 16 回 400 千伏交流 4 个 400 千伏直流背靠背和 1 个 500 千伏直流互联 如图 1 所示 各区域 内以 400 220 千伏电磁环网作为主网架 印度近 51 的电力通过国家电网输送到各邦电网 截至 2012 年 5 月 印度总发电装机容量约为 2 亿千瓦 火电约占总装机容量的 66 3 水 电约占 19 2 核电和其他可再生能源分别占 2 4 和 12 1 印度的能源资源主要分布在东部和东北部地区 以煤炭和水力为主 其余为核电 油 电和天然气发电 主要负荷中心及人口稠密地区则集中在北部 南部和西部地区 因此 印度电网的输电方向主要为东电西送 再辅以北电南送 在调度管理体制方面 印度实行国家 区域和邦级以及邦内各地区四级以上调度管理 其中国家电力调度中心和区域电力调度中心隶属印度国家电网公司 但这两级调度中心的 高管由电力部任命 其管理也相对独立 国家和区域电力调度中心分别负责跨区域和区域 内主网架和有关发电厂的电力调度 邦级电力调度中心隶属邦电力公司或本邦电力局 负 责邦内电力 图 1 印度五大区域电网联络示意图 调度并接受区域调度中心的调度指令 但由于印度是联邦体制国家 各邦独立性和自 主权很大 各邦电力公司 电力局 与国家电网公司之间既没有资产纽带关系 也没有直接 管理关系 是两个平等法律主体 国家调度中心 含区域电网调度中心 与邦电力调度中心 也只是业务指导关系 当区域电力调度与邦级电力调度发生矛盾时 需向电监会反映并由 电监会负责协调解决 各邦内部电力管理体制不尽相同 有些政企已分开 成立电力公司 负责建设运营 220 千伏以下电网 在配电网管理方面 有些实施了输配分开 有的邦实施 配电公司私有化 有的配电公司出售特许经营权 目前印度电力发展落后 虽然发电量世界排名第五 仅次于美国 中国 日本和俄罗 斯 但电力供应严重不足 人均用电量世界排名较低 各地限电频繁 即使在首都新德里 也经常拉闸限电 不少商店 旅馆及居民都自备小型柴油发电机以备应急之用 据统计 2011 年 印度人口的 25 约为 2 89 亿人 仍没有用上电 在农村地区 这一数字达到 33 印度官方披露 在 7 30 大停电事故前 全国电力缺口在 8 以上 二 印度两次大停电事故基本情况二 印度两次大停电事故基本情况 当地时间 7 月 30 日凌晨 2 时 35 分 向阿格拉 巴瑞里 Agra Bareilly 输电断面供电的 400 千伏比纳至瓜利欧 Bina Gwalior 输电线路跳闸 导致北方电网稳定破坏 网内所有主 要火电和水电厂机组跳闸停机 致使功率缺额达 3200 万千瓦 停电范围覆盖了印度北部地 区 包括首都新德里 旁遮普邦 哈里亚纳邦 北方邦 喜马偕尔邦 拉贾斯坦邦 查谟 和克什米尔 The capital Delhi Punjab Haryana Uttar Pradesh Himachal Pradesh Rajasthan and Jammu and Kashmir 如图 2 所示 图 2 7 30 印度大停电影响地区 从印度政府部门事故后发布的有关信息来看 7 30 大停电事故发生前 北部区域电 网内的四个邦 Haryana Rajasthan Uttar Pradesh Punjab 农灌 空调负荷急剧攀升 而水 电厂因来水不足 火电厂因燃料价格上涨出力大幅减少 从而引起上述四个邦严重超调度 计划受电 极有可能引起输电线路超过稳定限额 当地时间 7 月 31 日 13 时 05 分 在印度北部恢复供电数小时后 再次发生大面积停 电 事故影响范围不仅包括整个北部地区 还涉及印度东部电网和东北部电网 波及范围 扩大至 20 个邦 印度全国近一半地区的供电出现中断 减少供电负荷约 5000 万千瓦 超 过 6 7 亿人口受到了停电的影响 相当于整个欧洲的人口 据印度电监会披露 7 月 31 日在东部和北部区域电网恢复联网时 北方电网有四个邦 受电超过上级调度中心下达的调度计划 哈里亚纳超过了 14 拉贾斯坦超过 18 其它两 个邦超过 6 印度两次大停电事故重要时间节点 三 印度两次大停电事故影响三 印度两次大停电事故影响 根据媒体报道 两次大停电严重打乱了印度的交通网络 包括火车 地铁系统 主要 城市的交通灯系统停止运行 引发混乱 首都新德里陷入黑暗 地铁系统完全停运 大批 乘客滞留地铁站台 新德里 7 个水厂没有备用的供电系统 被迫关闭 使得本已疲惫不堪 的夏季用水供应出现进一步短缺 全国铁路运输遭受重创 全国有大约 400 列火车受停电 影响停止运行 其中 125 趟列车受困在北部地区 无法动弹 受停电影响 位于西孟加拉 邦首府加尔各答西北约 180 公里处的一个煤矿 几百名矿工被困于地下 事故发生期间 新德里气温在 35 左右 湿度达 81 大批居民在睡梦中热醒 怨 声载道 7 月 30 日新德里部分民众上街示威 抗议停水停电时间过长 有人甚至焚烧轮胎 用石块攻击加油站 造成数个主要街区交通拥堵 治安混乱 距离首都新德里 15 英里的工 业新城古尔冈爆发了街头抗议 在基础设施落后的西孟加拉邦 几乎所有的医院都出现了 停电现象 数以万计的病患不得不忍受更加痛苦的煎熬 四 印度两次大停电事故初步分析四 印度两次大停电事故初步分析 印度电力部已组成事故调查小组展开事故调查 预计两周后公布事故调查报告 为了 汲取印度大停电事故教训 公司组织有关部门密切跟踪印度披露的有关信息 查阅印度国 家电网公司有关资料 对印度两起大停电事故原因作了分析 一 从事故前印度北方电网严重超载运行情况来看 在 400 千伏比纳至瓜利欧 Bina Gwalior 线路跳闸前 电网 设备 已严重超过其稳定限额运行 诱发两次大停电的故障线路 很有可能是因为严重过载而跳闸 导致电网稳定破坏 主要发电机组退出运行 从而引发 大面积停电 二 印度电网调度运行失控 从北方电网内四个邦严重超计划受电情况来看 北方区 域电网调度和四个邦级调度都没有及时控制负荷 导致用电失控 潮流失控和电网安全失 控 分析原因 一种情况是对于区域电网调度指令 邦一级调度机构不执行 网调又没有 直接控制负荷的手段 对各邦超计划受电无能为力 只能向电监会反映 电监会的协调解 决则是事后行为 另外 从邦一级电网调度中心分析 一种可能是邦政府支持超计划从大电网受电 拒 不执行区域电网调度指令 还有一种可能是由于输配分开后 各配电网公司都是独立的法人 实体 调度指挥不畅 也没有直接负荷控制手段 只能看着各配电公司超计划用电 三 印度电网在严重缺电情况下 政府在需求侧管理方面职能缺失 至今没有看到政 府有关有序用电方面的措施信息 更没有见到允许调度在紧急情况下拉闸限电的指令 四 印度国家电网 含各区域电网 主网架薄弱 输电能力不足 安全水平不高 从区 域主网架来看 主要是以 400 220 千伏电磁环网为主 极易引发稳定破坏 从跨区电网主 网架来看 五大区域之间仅通过 16 回 400 千伏交流和 5 个直流 容量之和为 500 万千瓦 工 程进行互联 安全水平和输电能力严重不足 从主网架电压等级上看 跨区 含区域 电网 以 400 千伏作为最高一级电压等级 电压等级明显偏低 输电能力不足 安全水平不高 五 有关启示及措施建议五 有关启示及措施建议 印度两天内连续两次发生大面积停电事故 给当地经济发展 社会稳定及国际形象带 来严重影响 对我国有重要的警示和借鉴作用 必须从中深刻吸取教训 采取针对性措施 做好我国电网安全工作 坚决防范大面积停电事故 一是必须始终把电网安全放在首位 印度连续两次大停电事故 以及近年来美国 俄 罗斯 意大利 巴西 日本 韩国 智利等国发生的大面积停电事故 都对当地经济社会 造成灾害性影响 探究这些大停电深层次原因之一 是没把电网安全放在改革发展的首位 过度强调市场化 没有在体制 机制上优先落实保障电网安全的有效措施 国家电网作为 关系国计民生的重要基础设施 更要始终把安全放在首位 把防止大面积停电作为重中之 重 正确处理安全 质量 速度和效益的关系 保证不发生大面积停电事故 二是必须坚持电网统一规划 统一建设 统一调度 统一管理 电力系统是由不同电 压等级设备紧密连接在一起的系统 必须坚持统一规划 统一建设 从源头上消除隐患 提高电网建设安全质量和抵御自然灾害的能力 满足能源资源配置要求和事故情况下相互 支援的能力 电力系统发用电瞬时平衡的规律特性 决定了电网生产必须坚持统一调度 统一管理 分析国际上这些大面积停电事故的直接原因 都是因为管理体制混乱 利益主 体多元 调度指令失灵 电网事故得不到及时控制 最终发展成为大面积停电 这次印度 大停电的原因 再一次说明缺乏统一的调度管理体制和严格的调度纪律 大电网安全无法 得到保障 必须坚持电网与调度一体化和输配一体化 才能有效防范大面积停电事故 三是必须坚定不移推进特高压主网架建设 无论美加 8 14 大停电 11 10 巴西大停 电 还是这次印度连续两次大停电 其中一个重要原因就是电网发展滞后 没有形成结构 坚强 运行灵活的主网架 近年来 公司立足我国能源逆向分布实际 科学规划各级电网 全力推进特高压交流同步网络建设 加快建成以特高压交流电网为骨干网架 各级电网协 调发展的坚强智能电网 充分发挥特高压交流和直流的综合优势 增强网络支撑 潮流转 移和应对连锁反应严重故障的能力 最大限度提升大电网资源优化和安全保障能力 正是 充分依托特高压电网 目前公司已有效消纳了四川和华中水电近 5000 千万千瓦 实现了水 火电互济 有效保证了电力平稳供应和电网安全稳定运行 当前公司电网正处于目标网架 建设过程中 必须加快特高压等各级电网建设 四是必须严格安全基础管理和细节控制 电力系统是一个复杂庞大的系统 发 输 变 配 用环节多 元件多 任何一条 台 线路 主变 机组甚至元器件故障 都可能引 发大的电网事故 当前 国家电网主网架十分薄弱 加上风能 太阳能等新能源大规模集 中接入 对大电网安全运行提出了更高的要求 需要进一步加强电网 三道防线 建设 健 全安全管理制度 提高运行维护水平 人员素质 加强安全基础管理和细节控制 以 严 细 实 作风保障电网安全 五是必须注重提升应急处置实效 从历次国内外大停电处置来看 应急工作非常重要 当前 社会环境复杂多变 对及时正确应对和处置突发事件提出了更高要求 所以 要继 续巩固公司持续加强应急体系建设取得的成绩 在抓好应急预案 应急准备和应急演练的 同时 更加注重应急实战 强化应急联动和信息发布 组织开展应急评估 提升应急工作 实效 六是必须坚持电力系统安全稳定 三道防线 电力系统安全稳定导则 对指导我国 电网规划建设运行 保障大电网安全方面发挥了重要作用 特别是 导则 明确提出保障 电网安全的 三道防线 在我国电网建设与运行中得到了很好的贯彻落实 避免了电网事 故的扩大 因此 在电网调度和运行中 必须坚持电力系统安全稳定 三道防线 6 8 亿人无电可用 一个城市 7 个水厂被迫关闭 超 500 列火车停运 交通因信号灯失灵乱成一锅粥 200 多位矿工被困矿井 银行系统陷入瘫痪 超过一半以上国土面积受影响 世界纪录被连续两次刷新 这或许是某个电影大片里所呈现出来的灾难场景 但它真实的发生了 以上那些惊人 的数据 是 7 月 30 日印度北部电网大面积停电事故所造成的 其造成的损失 如同给人们 引发的思考 远不止于此 印度北部和东部大范围停电 超 6 亿人生活受到影响 7 月 31 日 印度阿姆利则 人们手捧蜡烛游行以和平的抗议方式反对旁遮普邦政府在 阿姆利则不规则的电供应 主要停电区域及受影响人口 超级大国梦碎 超级大国梦碎 7 月 30 日凌晨 印度北方电网崩溃 3 亿人口无电可用 创下世界历史上停电规模的 纪录 次日 该纪录被印度自己打破 第二次大停电使 6 8 亿人受到影响 超过印度人口 的一半 人们不禁要问了 超级大停电 是这个 超级大国 的专利吗 一次大停电 即便是几秒钟 其带来的破坏甚至能跟地震相比 印度大停电像是震中 世界为之震惊 金砖四国成员之一的印度像一头填不饱的能源巨兽 啃噬着本就营养不良 的电力系统 在种种怪象中负重前行 7 月 30 日停电事故发生后 被印度媒体赋予了 全 球最大规模停电之国 的盛名 誉有 世界办公室 之名的印度政府 不知是不是淡定如常 印度人自嘲称 如果有一个比拼停电的奥运会 印度一定是金牌得主 华尔街日报 8 月 1 日文章称 对于一个自视为新兴全球大国的国家来说 这次的 停电事故令其颜面尽失 印度媒体也反应强烈 印度斯坦时报 称 这肯定是国家的耻辱 8 月 1 日 印度 经济时报 在头版赫然宣称 超级强国印度 安息吧 对于一次偶然的停电事故 印度媒体为何纷纷视为印度的耻辱 它们是否过度解读 这次大停电对印度意味着什么 在外界看来 印度一直希望成为超级大国 停电事件后 有西方媒体给印度泼冷水 英国 卫报 称 印度立志成为经济超级大国 但连续两次停电令人们严肃质疑印度的基 础设施和政府满足国家能源需求的能力 美国 洛杉矶时报 文章则称 大停电凸显了印 度追求超级大国的梦想和现实之间的差距 印度人对大停电这件事看得很重 认为它是一种耻辱 前外交官 印度问题专家毛 四维说 西方媒体的评论是有道理的 印度追求成为超级大国的雄心和现实形成巨大的反 差 他提到 停电事件后 新德里电视台 NDTV 举行了一场辩论 题目是 无电 无 能 的超级大国 Powerless Superpower 印度的超级大国梦是个笑话 吃一堑长一智 或许正如印度 开放 周刊文章所指出的 对于一个怀揣超级大 国梦想的国家而言 7 月 30 日和 31 日的超级大停电应被视为一记警钟 注 本文从第 四页开始详细刊载此次事故印度官方报告内容 认可度最高的五种因素认可度最高的五种因素 电网缺乏统一的管理与规划电网缺乏统一的管理与规划 印度在经济高速发展的同时 基础设施投资 建设一直较为落后 特别缺乏对电网有 效的统一管理与规划 中国电科院杨琦博士指出 虽然印度装机容量排世界前列 但是印度电网缺乏统一的 规划与建设 网架结构较为薄弱 潮流转移能力受到制约 抗事故能力较差 杨琦说 印度是由 5 个区域电网构成 印度电网互联能力较差 缺乏统一的管理与规 划 在较严重的事故发生后 缺乏必要的应急预案和预警措施 因此 容易造成电网事故 的扩大化 导致电网的震荡 崩溃 电力严重短缺电力严重短缺 印度电力部部长辛德表示 经初步调查 停电事故可能与一些邦用电需求透支有关 一般而言 通过北部电网输电的正常频率范围在 48 5 赫兹至 50 2 赫兹之间 但事故发生时 监控仪器所录得的频率高出正常水平 达 50 46 赫兹 辛德公开批评了北方邦 哈里亚纳邦和旁遮普邦 称它们存在用电违纪行为 他说 很明显 这些邦使用了超出许可的用电量 以满足夏季用电高峰的需求 印度夏季停电事故频繁发生 用电高峰期间电力短缺现象更为凸显 数据显示 今年 6 至 7 月 印度全国断电量达 3600 万千瓦 相当于该国现有发电装机总容量的 18 左右 另外 印度电力峰值赤字也高达 12 更值得一提的是 目前该国仍有 1 4 人口无法获得 电力供应 印度自 1951 年以来 每年的电力产量都不达标 现有的发电能力为 1 87 亿千 瓦 还不到中国发电能力的 20 印度目前主要的发电站都高度依赖污染问题严重的煤与 进口原油 核能发电只占不到 3 印度希望到 2050 年时 核能发电比率能提高至 25 印度总理曼莫汉星正设法为扩大电供投入 4000 亿美元的资金 希望在五年内能改善 情况 调控能力差调控能力差 据北京大学印度问题专家韩华介绍 停电在印度不算新鲜事 她本人多次在印度遇到 停电状况 短到几秒钟 多则几小时 在电力技术和基础设施建设方面 韩华说 印度在电力基础设施建设方面太薄弱 且 印度对这方面的重视和人力物力财力的投入相对匮乏 除了技术层面的问题 印度政府在 电力方面的管理和调控能力很差 甚至在首都地区新德里电力的调控能力都很差 没有能 够保障首都不断电的基本措施和政策 有媒体报道称 印度电网采用四级垂直调度 分别是国调 NLDC 区调 RLDC 邦 调 SLDC 地调 AIDC 在五大区域电网内 有 31 个省级电网以及超过 100 个地区电网 在日常调度中 印度调度机构对超负荷运行缺乏有效的管控 7 30 事故中 由于北方电 网一处超高压变电站出现故障 导致部分输电线路和其他变电站过负荷 客观上说 过负荷是电网常见事故之一 通过切断负荷 可以将事故控制在较小范围 但是 由于事故引起电网发生振荡 面对跨区复杂连接的电网 统一调度往往无法在第一 时间内做出正确的判断和操作 只能任由事故的连锁反应不断扩大 最终导致电网大崩溃 如果电网规模变得更为庞大 集中调度将更加难以驾驭 政策执行不力政策执行不力 据 华盛顿邮报 报道 印度动力部一名官员私下透露 个别邦超配额用电 这种公 开的违法行为一直在进行 中央政府拿那些强势的邦没有办法 他声称 印度中央政府受 到很多政治限制 无法像发达国家那样执行电网纪律 我们甚至不敢点那些违规的邦的名 字 印度观察家研究基金会战略研究项目主任拉贾 莫汉表示 困扰印度电力系统的因素很 多 例如 政府补助农民用电 各邦对电力超配额使用 技术落后 各邦对国家设施维护 不力 以及中央与地方政府之间的紧张关系等等 对农民用电进行政府补贴 在一些批评者看来 印度政客是用电力 行贿 农民 以取 得选民的支持 农民获得电力 本来应该用来抽水灌溉他们的农田 但是印度政府官员称 很大一部分免费电力被非法用于工厂 这使得电网不堪重负 电力公司背上沉重债务 正 因为如此 印度斯坦时报 在一篇社论中称 印度的基本能源短缺由于以政治正确的价 格向消费者销售电力而加剧 拉贾 莫汉指出 问题的症结在于 执政党热衷于玩民粹主义那一套 指望通过口号而 不是行动来赢得下一次选举 大停电反映了印度中央政府没有推进任何部门改革的意愿 电力部门当然也不例外 国务院研究室综合经济司的一位官员称 上世纪 80 年代以前 印度各邦都有电力局 从事购电和售电业务 由于政府干预 机构臃肿 效率低下 亏损越来越严重 从 1991 年 开始 印度引入私营发电企业 90 年代中期开始进行市场化改革 发 输 配电环节皆各 自分开 印度电力体制改革是在计划体制运行不下去的情况下做出的必然选择 遗憾的是 时至今日 印度电力改革没有真正做到市场化 仍然是一个计划与市场并存的体制 长期 电力短缺 电网超负荷运行 是引发印度大停电的重要原因 这与他们市场化改革不到位 直接相关 电网基础设施薄弱电网基础设施薄弱 当地时间 30 日凌晨 2 点半左右 首都新德里 哈利亚纳 旁遮普 拉贾斯坦 北安 查尔 中央邦和北方邦等 9 个邦的电网由于超负荷运行发生崩溃事故 整个印度北部地区 基本陷入一片黑暗 在首都新德里 只有德里国际机场因为有单独的热电站供电幸免于难 负责北方电网运行的印度电力系统运营集团总裁苏尼证实了电网崩溃 并指出电网内所有 火力发电厂都未能成功并网 事实上 随着近几年印度经济的快速发展 印度原有的发电和输电体系已经远远不能 满足实际的需求 尽管政府已经加大了在电力领域的投入和基础设施建设 但由于效率低 下和建设周期的缘故 新投入的产能很快就被巨大的需求吞没 造成持续的电力紧缺 前面这几大问题 虽然没有详细的阐述清此次印度停电的具体原因 但是大家关注此 事的意义其实不在于事故的本身 而是背后的起因 在印度停电原因尚未完全明确之下 大停电还是让中国紧张不已 今年 4 月 10 日 深圳的大面积停电事件给当地经济发展 社会稳定带来了较大影响 很多电力工业界人士 记忆犹新 毫无疑问 邻国印度大停电事故后 中国已拉响电网安全警报 8 月 2 日 国家电监会下发 关于加强电网运行管理 防范大面积停电事故的紧急通 知 要求认真排查可能发生大面积停电事故的薄弱环节和隐患 5 天后 一场轰轰烈烈的 安全日 活动在国家电网所辖各单位展开 诸多下属单位甚 至全员停产一天 学习 印度大面积停电事故有关情况通报 点击查看 并对安全风险 隐患进行再梳理 再检查 不惟国网 南方电网科学研究院技术情报所甚至在第一时间 7 月 31 日就撰写出了 印度北部 7 30 大停电事故报告 的第一版 点击查看 报告初步分析了大停电的原因 历次国外大停电事故之后 中国电网的检查已是常态 2003 年的 美加大停电 事故后 不足一月 中国国家电网公司曾以一号令的形式颁发了 关于加强调度管理确保电网安全 稳定运行的规定 美加 8 14 大停电之后 中国电网对事故原因的分析甚至比美国还深入 中国工程 院院士 南方电网专家委员会秘书长李立浧说 虽然事发距今已经 2 个多月了 而国内各界就印度大停电所引起的争议和评论 似乎 也还没有停止 印度官方调查报告发布印度官方调查报告发布 据媒体报道 事发后 印度政府方面专门成立了一个调查小组 由中央电力局 国家 电网公司及电力系统运营有限公司三方代表组成的调查小组 并承诺两周后拿出事故原因 的调查报告 当时 多位专家向记者表示 对于印度电网运行情况及数据 印方一直对我保密 印度官方调查结果一般不对外公布 而两周后 也就是 8 月 16 日 事故调查小组就对外发布了事故调查报告 详细论述 了造成此次事故的原因 本文后半段详细刊载报告内容 注 报告内容是英文版 由于内 容较长 故不予以翻译 不便之处敬请见谅 报告内容见下页 报告详细 报告详细 REPORT OF THE ENQUIRY COMMITTEE ON GRID DISTURBANCE IN NORTHERN REGION ON 30th July 2012 AND IN NORTHERN EASTERN NORTH EASTERN REGION ON 31st JULY 2012 16th AUGUST 2012 NEW DELHI ACKNOWLEDGEMENT The committee gratefully acknowledges the efforts put in by all assisting members to the enquiry committee namely a Shri R N Nayak CMD POWERGRID b Shri S K Soonee CEO POSOCO c Shri Balvinder Singh IPS Retired The Committee places on record the efforts of Shri K K Agrawal Member GO D CEA for overall coordination in the whole exercise of grid disturbance enquiry The committee also gratefully acknowledges and places on record its appreciation towards the following members of various sub groups for their efforts of in depth analysis and compilation of grid disturbance analysis i Shri Manjit Singh Member Thermal CEA ii Shri P K Pahwa Member Secretary NRPC iii Dr Anil Kulkarni IIT B Mumbai iv Shri Ajit Singh Ex Addl Secretary Cabinet Secretariat v Shri R K Verma Chief Engineer I c DP D CEA vi Shri Dinesh Chandra Chief Engineer I C GM Div CEA vii Shri Ajay Talegaonkar SE Operation NRPC viii Shri S Satyanarayan SE Operation WRPC ix Shri D K Srivastava Director GM Div CEA The committee expresses its appreciation of the cooperation extended by POWERGRID and POSOCO for making the data available from various Sub Stations RLDCs Last but not the least Committee also acknowledges the efforts of all those persons who gave their valuable support directly or indirectly CONTENTS Page No Executive Summary iv ix Chapter 1 Introduction 1 4 Chapter 2 Overview of the regional grids 5 7 Chapter 3 Analysis of the grid disturbance on 30th July 2012 8 20 Chapter 4 Analysis of grid disturbance on 31st July 2012 21 32 Chapter 5 Factors contributing to grid disturbances on 30th and 31st July 2012 33 39 Chapter 6 Review of islanding schemes 40 44 Chapter7 Review of restoration of generation 45 58 Chapter 8 Cyber security related aspects 59 62 Chapter 9 Recommendations of the Committee 63 70 Supplementary Volume A separate volume containing the relevant DR outputs during the grid disturbances on 30th and 31st July 2012 GLOSSARY ABT Availability Based Tariff ATC Available Transfer Capacity AUFLS Automatic Under Frequency Load Shedding BLU Boiler Light Up BTPS Badarpur Thermal Power Station CB Circuit Breaker CEA Central Electricity Authority CERC Central Electricity Regulatory Commission CESC Calcutta Electric Supply Company CTU Central Transmission Utility D C Double Circuit DMRC Delhi Metro Rail Corporation DR Disturbance Recorder df dt Rate of change of frequency with time EL Event Logger ER Eastern Region FGMO Free Governor Mode of Operation FSC Fixed Series Compensation GPS Gas Power Station GT Gas Turbine HVDC High Voltage Direct Current MERC Maharashtra Electricity Regulatory Commission NAPS Narora Atomic Power Station NER North Eastern Region NR Northern Region PMU Phasor Measurement Unit PLCC Power Line Carrier Communication POSOCO Power System Operation Corporation Ltd POWERGRID Powergrid Corporation of India Ltd PPA Power Purchase Agreement PSS Power System Stabilizer RAPP Rajasthan Atomic Power Plant RPC Regional Power Committee RLDC Regional Load Despatch Centre SCADA Supervisory Control and Data Acquisition System SIL Surge Impedance Loading SR Southern Region STOA Short Term Open Access SVC Static VAR Compensator TTC Total Transfer Capability TCSC Thyristor Controlled Series Compensation UI Unscheduled Interchange under ABT VAR Volt Ampere Reactive WAFMS Wide Area Frequency Measurement System WR Western Region EXECUTIVE SUMMARY There was a major grid disturbance in Northern Region at 02 33 hrs on 30 07 2012 Northern Regional Grid load was about 36 000 MW at the time of disturbance Subsequently there was another grid disturbance at 13 00 hrs on 31 07 2012 resulting in collapse of Northern Eastern and North Eastern regional grids The total load of about 48 000 MW was affected in this black out On both the days few pockets survived from black out Ministry of Power constituted an Enquiry Committee to analyse the causes of these disturbances and to suggest measures to avoid recurrence of such disturbance in future The Committee analysed the output of Disturbance Recorders DR Event loggers EL PMUs WAFMS SCADA data and reports submitted by various SLDCs RLDCs NLDC POWERGRID and generation utilities to arrive at the sequence of events leading to the blackouts on 30th July 2012 and 31st July 2012 The Committee also interacted with POWERGRID and POSOCO on various aspects of these grid disturbances Some teams also made field visits to sub stations generating stations NRLDC NLDC UPSLDC and Haryana SLDC The Committee is of the opinion that no single factor was responsible for grid disturbances on 30th and 31st July 2012 After careful analysis of these grid disturbances the Committee has identified several factors which led to the collapse of the power systems on both the days as given below Factors that led to the initiation of the Grid Disturbance on 30th July 2012 a Weak Inter regional Corridors due to multiple outages The system was weakened by multiple outages of transmission lines in the WR NR interface Effectively 400 kV Bina Gwalior Agra one circuit was the only main AC circuit available between WR NR interface prior to the grid disturbance b High Loading on 400 kV Bina Gwalior Agra link The overdrawal by some of the NR utilities utilizing Unscheduled Interchange UI contributed to high loading on this tie line c Inadequate response by SLDCs to the instructions of RLDCs to reduce overdrawal by the NR utilities and underdrawal excess generation by the WR utilities d Loss of 400 kV Bina Gwalior link Since the interregional interface was very weak tripping of 400 kV Bina Gwalior line on zone 3 protection of distance relay caused the NR system to separate from the WR This happened due to load encroachment high loading of line resulting in high line current and low bus voltage However there was no fault observed in the system Factors that led to the initiation of the Grid Disturbance on 31st July 2012 i Weak Inter regional Corridors due to multiple outages The system was weakened by multiple outages of transmission lines in the NR WR interface and the ER network near the ER WR interface On this day also effectively 400 kV Bina Gwalior Agra one circuit was the only main circuit available between WR NR ii High Loading on 400 kV Bina Gwalior Agra link The overdrwal by NR utilities utilizing Unscheduled Interchange UI contributed to high loading on this tie line Although real power flow in this line was relatively lower than on 30th July 2012 the reactive power flow in the line was higher resulting in lower voltage at Bina end iii Inadequate Response by SLDCs to RLDCs instructions on this day also to reduce overdrawl by the NR utilities and underdrawal by the WR utilities iv Loss of 400 kV Bina Gwalior link Similar to the initiation of the disturbance on 30th July 2012 tripping of 400 kV Bina Gwalior line on zone 3 protection of distance relay due to load encroachment caused the NR system to separate from the WR system On this day also the DR records do not show occurrence of any fault in the system Brief Sequence of Events leading to the Grid Collapse on 30th and 31st July 2012 i On 30th July 2012 after NR got separated from WR due to tripping of 400 kV Bina Gwalior line the NR loads were met through WR ER NR route which caused power swing in the system Since the center of swing was in the NR ER interface the corresponding tie lines tripped isolating the NR system from the rest of the NEW grid system The NR grid system collapsed due to under frequency and further power swing within the region ii On 31st July 2012 after NR got separated from the WR due to tripping of 400 kV Bina Gwalior line the NR loads were met through WR ER NR route which caused power swing in the system On this day the center of swing was in the ER near ER WR interface and hence after tripping of lines in the ER itself a small part of ER Ranchi and Rourkela along with WR got isolated from the rest of the NEW grid This caused power swing in the NR ER interface and resulted in further separation of the NR from the ER NER system Subsequently all the three grids collapsed due to multiple tripping attributed to the internal power swings under frequency and overvoltage at different places iii The WR system however survived due to tripping of few g