814美加大停電事故原因分析及啟示

1、8.14美加大停電事故原因分析及啟示 美加大停電事故原因分析及啟示美加大停電事故原因作初步分析 美加大停電事故原因作初步分析（1）電網(wǎng)結(jié)構(gòu)方面北美電網(wǎng)包括三個(gè)獨(dú)立電網(wǎng) ①東部互聯(lián)電網(wǎng),包括美國(guó)東部 的地區(qū)和加拿大從薩斯 喀徹溫省向東延伸至沿海省份的地區(qū) ②西部互聯(lián)電網(wǎng),包括美國(guó)西部的地區(qū)不含阿拉斯加 州和加拿大阿爾伯達(dá)省、不列顛哥倫比亞省以及墨西哥的一小部分③相對(duì)較小的德克薩斯 州電網(wǎng)。這三個(gè)互聯(lián)系統(tǒng)在電氣上相互獨(dú)立，通過(guò)少數(shù)幾條輸送容

2、量較小的直流聯(lián)絡(luò)線相 連。這次發(fā)生大面積停電事故在東部地區(qū)。被認(rèn)為造成大停電的主要導(dǎo)火線是包括底特律、 多倫多和克利夫蘭地區(qū)的Erie湖大環(huán)網(wǎng)，沿該環(huán)網(wǎng)流動(dòng)的潮流經(jīng)常無(wú)任何預(yù)警地發(fā)生轉(zhuǎn) 向，造成下方城市負(fù)荷加重。此次系統(tǒng)潮流突然發(fā)生轉(zhuǎn)向時(shí)，控制室的調(diào)度員面對(duì)這一情 況束手無(wú)策。（2） 電網(wǎng)設(shè)備方面美國(guó)高壓主干電網(wǎng)至少已有四五十年的歷史，一些早期建設(shè)的線路及設(shè)備比較陳舊， 而更新設(shè)備又需要大量資金投入。投資電網(wǎng)建設(shè)的資金回報(bào)周期長(zhǎng)、回報(bào)率

3、低。例如在20 世紀(jì)90年代，投資發(fā)電廠資金回報(bào)率常常在12%?15%，而投資輸電線路只有8%左右。因此， 只有當(dāng)供電可靠性問(wèn)題非常嚴(yán)重，或是供電要求迫切時(shí)，電力公司才會(huì)考慮投資修建輸電 線路。另外，環(huán)保方面的限制也增加了輸電線路建設(shè)的難度。（3） 電網(wǎng)調(diào)度方面由于沒(méi)有統(tǒng)一調(diào)度的機(jī)制，各地區(qū)電網(wǎng)之間缺乏及時(shí)有效的信息交換，因此在事故發(fā) 展過(guò)程中，無(wú)法做到對(duì)事故處理的統(tǒng)一指揮，導(dǎo)致了事故蔓延擴(kuò)大。國(guó)際電網(wǎng)公司（ITC） 追蹤到大停電以前1

4、h 5min的數(shù)據(jù)，認(rèn)為如果能夠早一點(diǎn)得到系統(tǒng)發(fā)生事故的一些異常信 號(hào)，就可能及時(shí)采取應(yīng)急措施，制止大停電事故的發(fā)生。（4） 保護(hù)控制技術(shù)方面美國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易造成運(yùn)行潮流相互竄動(dòng)，增加了電網(wǎng)保護(hù)、控制以及解列的 難度。這次停電事件中，在事故發(fā)生初期FE與AEP公司的多條聯(lián)絡(luò)線跳閘（有些在緊急 額定容量以下），對(duì)事故擴(kuò)大起到推波助瀾的作用。NERC在對(duì)事故記錄的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)許多 “時(shí)標(biāo)”不準(zhǔn)確，原因是記錄信息的計(jì)算機(jī)發(fā)生信息積壓，或者

5、是時(shí)鐘沒(méi)有與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間 校準(zhǔn)。（5） 電力市場(chǎng)化體制方面電力市場(chǎng)化也存在一些負(fù)面影響，例如電力放松管制后，電網(wǎng)設(shè)備方面的投資相應(yīng)減 少。據(jù)美國(guó)有關(guān)方面的統(tǒng)計(jì)資料顯示，在過(guò)去10年內(nèi)，美國(guó)負(fù)荷需求增加了 30%，但輸電 能力僅增加了15%，由此使高壓線路的功率輸送裕度減少，電網(wǎng)常常工作在危險(xiǎn)區(qū)或邊緣 區(qū)。此外，在現(xiàn)有電網(wǎng)條件下雖可以采用一些新技術(shù)來(lái)提高電網(wǎng)輸送容量，以防止事故擴(kuò) 展到全網(wǎng)，但這種投資回報(bào)率低，難以吸引足夠的投資。（6）

6、廠網(wǎng)協(xié)調(diào)方面由于未建立起廠網(wǎng)協(xié)調(diào)的繼電保護(hù)和安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)，使得在系統(tǒng)電壓下降時(shí)，許 多發(fā)電機(jī)組很快退出運(yùn)行，加劇了電壓崩潰的發(fā)生。（7） 系統(tǒng)計(jì)算分析和仿真試驗(yàn)方面此次事故從第一回線路跳開(kāi)至系統(tǒng)崩潰歷時(shí)1個(gè)多小時(shí)，由于未及時(shí)采取措施而導(dǎo)致了 事故擴(kuò)大。如果事先對(duì)這類運(yùn)行方式作好充分的系統(tǒng)計(jì)算分析或仿真試驗(yàn)，采取相應(yīng)美國(guó)電網(wǎng)歷次事故的擴(kuò)大都與繼電保護(hù)和安穩(wěn)裝置的配置有關(guān)系。我國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱， 對(duì)二次繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的要求更高，需

7、要發(fā)展先進(jìn)、可靠的繼電保護(hù)裝置和穩(wěn)定 控制技術(shù)，搞好三道防線的建設(shè)，防止事故擴(kuò)大，避免大面積停電事故的發(fā)生。（5）做好反事故預(yù)案和“黑啟動(dòng)”方案大電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，存在因各種原因?qū)е率鹿蕯U(kuò)大的可能性。因此，做好電網(wǎng)事故發(fā)生后 的處理預(yù)案和電網(wǎng)一旦崩潰后盡快恢復(fù)的“黑啟動(dòng)”方案十分重要。（6）加強(qiáng)電力系統(tǒng)計(jì)算分析和仿真試驗(yàn)工作堅(jiān)持做好電力系統(tǒng)的計(jì)算分析和仿真試驗(yàn)工作。通過(guò)事故預(yù)想分析，找出系統(tǒng)中存在 的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)可能發(fā)生的事故作好預(yù)案，這對(duì)于

8、防止大面積停電事故的發(fā)生是十分重要 的。（7）做好電力市場(chǎng)條件下的互聯(lián)電網(wǎng)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)研究目前我國(guó)電力體制改革進(jìn)一步深化，西電東送、南北互供和全國(guó)電網(wǎng)互聯(lián)工程逐步展 開(kāi)。為了適應(yīng)這種情況，應(yīng)加強(qiáng)電力市場(chǎng)條件下的互聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究，包括：新 電力體制下的電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)則、電網(wǎng)互聯(lián)格局和方式、廠網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行、電網(wǎng)安全穩(wěn)定特性和 監(jiān)測(cè)控制技術(shù)、系統(tǒng)調(diào)壓控制技術(shù)和提高電壓穩(wěn)定性的控制措施、電力系統(tǒng)負(fù)荷模型的研 究與完善、發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)及PSS