从美加停电事故看电网生产技术管理的重要性

从美加停电事故看电网生产技术管从美加停电事故看电网生产技术管 理的重要性理的重要性 12003 08 14 美国 加拿大电网事故的发展过程 2003 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 8 14 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 8 14 停电事故的发展过程为 15 06 处于俄亥俄州 chambeilain 至 harding 的一条 345kv 线路不明原因跳闸 15 32 由于负荷过重 hanna 至 juniper 又一条 345kv 的 线路下垂并放电跳闸 15 41 star 至 s canton 的又一条 345kv 的线路跳闸 15 46 tidd 至 cantonctrl 的一条 345kv 的线路跳闸 16 06 sammis 至 star 的一条 345kv 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 cambell3 号机跳闸 16 10 hampton 至 thenford 的一条 345kv 线路跳闸 16 10 oneida 至 majestic 的一条 345kv 线路跳闸 16 11 avon9 号机组跳闸 16 11 beaver 至 davisbesse 的一条 345kv 线路跳闸 16 11 midway 至 lemoyne foster 的一条 138kv 线路跳闸 16 11 perr1 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 345kv 线路跳闸并重合成功 16 17 fermi 核电站停机 16 17 16 21 密西根州数条线路跳闸 事故共计损失负荷 6180 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 29h 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 8 14 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 证电网安全稳定运行