從美加停電事故看電網(wǎng)生產(chǎn)技術(shù)管理的重要性

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(shí)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(jiǎn)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(gè)州和加拿大的安大略、魁北克省都受到了嚴(yán)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(fù)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(hào)機(jī)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(hào)機(jī)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(hào)機(jī)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，fermi核電站停機(jī)；

16:17～16:21，密西根州數(shù)條線路跳閘。

事故共計(jì)損失負(fù)荷6180萬kw。事故中，美、加共有超過100座電廠停機(jī)，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(shí)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(duì)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(jìn)行。但在此區(qū)域內(nèi)有3個(gè)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(huì)(nerc)在東北電力系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)--東北區(qū)電力協(xié)調(diào)委員會(huì)(npcc)和大西洋中區(qū)委員會(huì)(maac)只負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)跨區(qū)供電范圍內(nèi)的問題，當(dāng)問題由局部問題變?yōu)閰^(qū)域問題時(shí)，nerc的干預(yù)可能已經(jīng)為時(shí)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(jī)制和管理手段，對(duì)電力生產(chǎn)、交易過程的特殊性缺乏全面認(rèn)識(shí)

(1)

美國、加拿大從地理上可以分為17個(gè)物理電網(wǎng)，但全國沒有統(tǒng)一的管理機(jī)構(gòu)。國家雖然設(shè)有能源部，但只負(fù)責(zé)出臺(tái)能源政策，不負(fù)責(zé)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(gè)管理委員會(huì)，154個(gè)控制區(qū)，并在許多方面進(jìn)行了努力，但始終缺乏強(qiáng)制的管理作用。

(2)

電網(wǎng)缺乏統(tǒng)一的技術(shù)、管理標(biāo)準(zhǔn)。nerc主要在并網(wǎng)運(yùn)行的技術(shù)原則上進(jìn)行規(guī)定，但受各利益主體的影響，在執(zhí)行和落實(shí)上存在非常大的差異。

(3)

在電廠、電網(wǎng)的投資方面，運(yùn)行者過分強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)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(duì)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(rèn)識(shí)，目前應(yīng)用的市場(chǎng)規(guī)則是建立在普通商品市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)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(biāo)準(zhǔn)沒有統(tǒng)一和落實(shí)，電網(wǎng)缺乏統(tǒng)一的調(diào)度，實(shí)時(shí)信息得不到對(duì)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(duì)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(hù)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(gè)局部電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線上，此時(shí)的調(diào)度處理基本上由負(fù)責(zé)這一區(qū)域運(yùn)行的電網(wǎng)機(jī)構(gòu)進(jìn)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(jī)構(gòu)也不清楚其他電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，這對(duì)事故的處理極為不利，甚至?xí)觿』驍U(kuò)大事故。

2.3電網(wǎng)的二次保護(hù)系統(tǒng)和安全措施不完整

(1)

從保護(hù)的動(dòng)作行為來看，據(jù)對(duì)美國有關(guān)電力企業(yè)繼電保護(hù)動(dòng)作整定原則的了解，由于各企業(yè)從保護(hù)自身利益出發(fā)，對(duì)繼電保護(hù)的靈敏度要求較高，而對(duì)繼電保護(hù)的選擇性要求一般，幾次事故表明，保護(hù)不正確動(dòng)作是事故擴(kuò)大的主要原因之一。

(2)各電網(wǎng)的管理標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有差異。

(3)各發(fā)電商、電網(wǎng)經(jīng)營商都從保護(hù)自己的利益出發(fā)考慮二次系統(tǒng)和安全自動(dòng)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(jí)復(fù)雜，管理交錯(cuò)，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(jì)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(jìn)行電力市場(chǎng)化改革后，電力供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)激烈，加之過分強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性，電網(wǎng)建設(shè)滯后社會(huì)經(jīng)濟(jì)的要求。

(2)由于受市場(chǎng)化的影響，投資者強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)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(jìn)行電力體制改革，電力工業(yè)正邁向市場(chǎng)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(duì)防止電網(wǎng)事故有積極的借鑒意義。

3.1正確認(rèn)識(shí)電力商品的特殊性，尊重電力系統(tǒng)生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)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(yùn)行，它的交換過程的不可中斷性，是確定電力市場(chǎng)的基礎(chǔ)和終點(diǎn)。

(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(shí)現(xiàn)投資者、發(fā)電商、電網(wǎng)運(yùn)營商、最終客戶利益的唯一方式。

(3)

電網(wǎng)是一個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)中的任一元件，一般不能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品到商品的轉(zhuǎn)化，不能獨(dú)立完成系統(tǒng)的功能。參與市場(chǎng)活動(dòng)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(yáng)我國在電力安全生產(chǎn)管理上的好經(jīng)驗(yàn)，如在一個(gè)集團(tuán)公司內(nèi)，通過行政的方式建立、完善責(zé)任制體系，安全生產(chǎn)目標(biāo)體系和內(nèi)部考核機(jī)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(yùn)行、符合我國電網(wǎng)目前運(yùn)行狀況的管理機(jī)制和監(jiān)督機(jī)制。

3.3在新形式下繼續(xù)堅(jiān)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(duì)保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)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(shì)下電網(wǎng)調(diào)度如何確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行并實(shí)現(xiàn)公平、公正、公開的方法。

(3)必須加強(qiáng)確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的三道防線的建設(shè)。

3.4在新形勢(shì)下電網(wǎng)與電廠建立安全生產(chǎn)管理的協(xié)調(diào)機(jī)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(zé)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(biāo)準(zhǔn)以及事故、可靠性調(diào)查統(tǒng)計(jì)等強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)；協(xié)調(diào)處理危及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的外部政策、環(huán)境條件。

(2)電廠的安全責(zé)任。執(zhí)行監(jiān)管部門出臺(tái)的技術(shù)、管理等標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格遵守、執(zhí)行電網(wǎng)調(diào)度命令。

(3)電網(wǎng)的安全管理責(zé)任。執(zhí)行監(jiān)管部門出臺(tái)的技術(shù)、管理等標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，合理安排運(yùn)行方式，調(diào)控電網(wǎng)運(yùn)行。

(4)客戶的責(zé)任。負(fù)責(zé)維護(hù)產(chǎn)權(quán)屬于自己的電氣設(shè)備的健康運(yùn)行，在特殊情況下執(zhí)行電網(wǎng)的計(jì)劃用電、錯(cuò)峰、讓峰等措施。

(5)社會(huì)的責(zé)任。參與電力設(shè)施的保護(hù)，自覺遵守確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求、規(guī)定。

3.5強(qiáng)化統(tǒng)一調(diào)度，嚴(yán)肅調(diào)度紀(jì)律，加強(qiáng)電網(wǎng)二次保護(hù)及安全自動(dòng)控制系統(tǒng)的管理是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的手段

(1)

強(qiáng)化統(tǒng)一調(diào)度，嚴(yán)格執(zhí)行調(diào)度命令是防止事故發(fā)生、擴(kuò)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(chǎng)經(jīng)濟(jì)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(yùn)行的重要技術(shù)手段。統(tǒng)一整定、分級(jí)管理的方式必須得到延續(xù)和加強(qiáng)。

3.6建立完善統(tǒng)一的技術(shù)、管理標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)體系，明確電網(wǎng)安全的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)準(zhǔn)對(duì)確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要支撐作用。

(2)用法律手段明確強(qiáng)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(yùn)行方面的技術(shù)監(jiān)督措施。

3.7加強(qiáng)電力設(shè)施保護(hù)和電網(wǎng)安全的關(guān)系

(1)

電力設(shè)施的保護(hù)與電網(wǎng)安全的問題。因電力設(shè)施的被盜而引發(fā)的運(yùn)行事故占有一定的比例，加強(qiáng)對(duì)此類犯罪的打擊是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的外部條件之一，需要引起政府專政機(jī)構(gòu)的高度重視。

(2)

電力設(shè)施的保護(hù)與相關(guān)法律的問題。電力工業(yè)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是一個(gè)系統(tǒng)工程，但在實(shí)際工作中不同部門制定的法律、法規(guī)存在嚴(yán)重的沖突和矛盾。線路運(yùn)行的環(huán)境達(dá)不到電力設(shè)施保護(hù)條例所要求的運(yùn)行條件，關(guān)鍵是法律、法規(guī)的沖突和不同部門對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行認(rèn)識(shí)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(yàn)。