從美加停電事故看電網(wǎng)生產(chǎn)技術(shù)管理的重要性

從美加停電事故看電網(wǎng)生產(chǎn)技術(shù)管理的重要性〔摘要〕從2003-08-14美國、加拿大停電事故暴露的問題，從生產(chǎn)技術(shù)管理的角度進行初步分析，并提出處于電力體制改革關(guān)鍵時期的中國電力工業(yè)應吸取的經(jīng)驗和教訓?！碴P(guān)鍵詞〕電網(wǎng)；停電事故；技術(shù)管理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、馬薩諸塞等八個州和加拿大的安大略、魁北克省都受到了嚴重的影響。"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號機跳閘；

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號機組跳閘；

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號機組跳閘；

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，F(xiàn)ermi核電站停機；

16:17～16:21，密西根州數(shù)條線路跳閘。事故共計損失負荷6180萬kW。事故中，美、加共有超過100座電廠停機，其中包括22座核電站。紐約市在停電29h后恢復供電。從上述的時間順序來看，在第一條線路故障開始到系統(tǒng)開始振蕩有62min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，對這4條線路的調(diào)度和處理應由美國東北部的電網(wǎng)公司進行。但在此區(qū)域內(nèi)有3個緊密聯(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(NERC)在東北電力系統(tǒng)的機構(gòu)--東北區(qū)電力協(xié)調(diào)委員會(NPCC)和大西洋中區(qū)委員會(MAAC)只負責協(xié)調(diào)跨區(qū)供電范圍內(nèi)的問題，當問題由局部問題變?yōu)閰^(qū)域問題時，NERC的干預可能已經(jīng)為時已晚。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)一有效的管理機制和管理手段，對電力生產(chǎn)、交易過程的特殊性缺乏全面認識(1)美國、加拿大從地理上可以分為17個物理電網(wǎng)，但全國沒有統(tǒng)一的管理機構(gòu)。國家雖然設有能源部，但只負責出臺能源政策，不負責能源領(lǐng)域的具體事務。美國、加拿大雖在吸取了1965年大停電教訓的基礎(chǔ)上，于1968年成立了NERC，下屬11個管理委員會，154個控制區(qū)，并在許多方面進行了努力，但始終缺乏強制的管理作用。(2)電網(wǎng)缺乏統(tǒng)一的技術(shù)、管理標準。NERC主要在并網(wǎng)運行的技術(shù)原則上進行規(guī)定，但受各利益主體的影響，在執(zhí)行和落實上存在非常大的差異。(3)在電廠、電網(wǎng)的投資方面，運行者過分強調(diào)經(jīng)濟性，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識，目前應用的市場規(guī)則是建立在普通商品市場經(jīng)濟規(guī)律基礎(chǔ)上的變通和移植。2.2電網(wǎng)的技術(shù)、管理標準沒有統(tǒng)一和落實，電網(wǎng)缺乏統(tǒng)一的調(diào)度，實時信息得不到對稱的交換(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)展都與保護的不正確、線路的過載跳閘[NextPage]有密切的關(guān)系。(2)從事故的處理來看，事故一般都發(fā)生在一個局部電網(wǎng)的聯(lián)絡線上，此時的調(diào)度處理基本上由負責這一區(qū)域運行的電網(wǎng)機構(gòu)進行，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)度機構(gòu)也不清楚其他電網(wǎng)的運行狀態(tài)，這對事故的處理極為不利，甚至會加劇或擴大事故。2.3電網(wǎng)的二次保護系統(tǒng)

和安全措施不完整(1)從保護的動作行為來看，據(jù)對美國有關(guān)電力企業(yè)繼電保護動作整定原則的了解，由于各企業(yè)從保護自身利益出發(fā)，對繼電保護的靈敏度要求較高，而對繼電保護的選擇性要求一般，幾次事故表明，保護不正確動作是事故擴大的主要原因之一。(2)各電網(wǎng)的管理標準和技術(shù)標準有差異。(3)各發(fā)電商、電網(wǎng)經(jīng)營商都從保護自己的利益出發(fā)考慮二次系統(tǒng)和安全自動系統(tǒng)的整定問題。2.4電網(wǎng)網(wǎng)架存在結(jié)構(gòu)性問題(1)電壓等級復雜，管理交錯，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)濟效益，導致電網(wǎng)發(fā)展滯后、系統(tǒng)備用容量不足(1)美國進行電力市場化改革后，電力供應商競爭激烈，加之過分強調(diào)經(jīng)濟性，電網(wǎng)建設滯后社會經(jīng)濟的要求。(2)由于受市場化的影響，投資者強調(diào)經(jīng)濟效益，導致系統(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行電力體制改革，電力工業(yè)正邁向市場化，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，對防止電網(wǎng)事故有積極的借鑒意義。3.1正確認識電力商品的特殊性，尊重電力系統(tǒng)生產(chǎn)、輸送、消費的客觀規(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)定運行，它的交換過程的不可中斷性，是確定電力市場的基礎(chǔ)和終點。(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，是實現(xiàn)投資者、發(fā)電商、電網(wǎng)運營商、最終客戶利益的唯一方式。(3)電網(wǎng)是一個系統(tǒng)，系統(tǒng)中的任一元件，一般不能單獨實現(xiàn)產(chǎn)品到商品的轉(zhuǎn)化，不能獨立完成系統(tǒng)的功能。參與市場活動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)揚我國在電力安全生產(chǎn)管理上的好經(jīng)驗，如在一個集團公司內(nèi)，通過行政的方式建立、完善責任制體系，安全生產(chǎn)目標體系和內(nèi)部考核機制，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)定運行、符合我國電網(wǎng)目前運行狀況的管理機制和監(jiān)督機制。3.3在新形式下繼續(xù)堅持電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一建設、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度的原則。(1)在過去，"四統(tǒng)一原則"對保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行發(fā)揮了積極作用，應研究在新形式下"四統(tǒng)一原則"如何得以體現(xiàn)和發(fā)揮。(2)應研究新形勢下電網(wǎng)調(diào)度如何確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行并實現(xiàn)公平、公正、公開的方法。(3)必須加強確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、可靠運行的三道防線的建設。3.4在新形勢下電網(wǎng)與電廠建立安全生產(chǎn)管理的協(xié)調(diào)機制，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)、管理標準以及事故、可靠性調(diào)查統(tǒng)計等強制性標準；協(xié)調(diào)處理危及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的外部政策、環(huán)境條件。(2)電廠的安全責任。執(zhí)行監(jiān)管部門出臺的技術(shù)、管理等標準，嚴格遵守、執(zhí)行電網(wǎng)調(diào)度命令。(3)電網(wǎng)的安全管理責任。執(zhí)行監(jiān)管部門出臺的技術(shù)、管理等標準，根據(jù)電網(wǎng)的實際運行情況，合理安排運行方式，調(diào)控電網(wǎng)運行。(4)客戶的責任。負責維護產(chǎn)權(quán)屬于自己的電氣設備的健康運行，在特殊情況下執(zhí)行電網(wǎng)的計劃用電、錯峰、讓峰等措施。(5)社會的責任。參與電力設施的保護，自覺遵守確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的要求、規(guī)定。3.5強化統(tǒng)一調(diào)度，嚴肅調(diào)度紀律，加強電網(wǎng)二次保護及安全自動控制系統(tǒng)的管理是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的手段(1)強化統(tǒng)一調(diào)度，嚴格執(zhí)行調(diào)度命令是防止事故發(fā)生、擴大的重要手段，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)系不能只遵循市場經(jīng)濟的普通規(guī)律，而更應遵循電力生產(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)定運行的重要技術(shù)手段。統(tǒng)一整定、分級管理的方式必須得到延續(xù)和加強。3.6建立完善統(tǒng)一的技術(shù)、管理標準，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)管理標準體系，明確電網(wǎng)安全的技術(shù)標準。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)、管理標準對確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要支撐作用。(2)用法律手段明確強制措施，不能因?qū)嵤╇娏w制改革而減弱在涉及電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行方面的技術(shù)監(jiān)督措施。3.7加強電力設施保護和電網(wǎng)安全的關(guān)系(1)電力設施的保護與電網(wǎng)安全的問題。因電力設施的被盜而引發(fā)的運行事故占有一定的比例，加強對此類犯罪的打擊是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定