大停電事故再度來襲 電網(wǎng)你需要有多“堅(jiān)強(qiáng)”?
導(dǎo)語:印度北方電網(wǎng)30日凌晨癱瘓,影響數(shù)以億計(jì)人口的正常生活,事故原因正在調(diào)查中。由此,也聯(lián)想到我國06年發(fā)生的建國以來最大的一次電網(wǎng)事故和國際上帶來嚴(yán)重影響的大停電事故。導(dǎo)致這些大停電事故的原因各不相同,但最終卻反映了一點(diǎn)就是我們的電網(wǎng)夠不夠堅(jiān)固。目前,我國為了能遠(yuǎn)距離送電,不得不構(gòu)成無數(shù)的不安全100/50萬伏電磁環(huán)網(wǎng),構(gòu)建以特高壓電網(wǎng)為骨架的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),在一定程度上違反現(xiàn)行《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》,有可能會(huì)破壞我國電網(wǎng)30年來的安全基礎(chǔ),引發(fā)大面積的停電事故,這些不得不引起我們的重視,防患于未然。
大停電事故的啟示:
任意堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)都存在較薄弱的運(yùn)行方式和嚴(yán)重的運(yùn)行狀態(tài);跟蹤運(yùn)行方式和適應(yīng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)是不可或缺的;分散安裝、獨(dú)立動(dòng)作的自動(dòng)裝置可能保護(hù)電網(wǎng),也可能切跨電網(wǎng);電網(wǎng)主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的不安全,是大停電事故的直接原因,電網(wǎng)的無序解列,開斷造成了恢復(fù)的困難。
可吸取的教訓(xùn):
元件的故障或擾動(dòng),在局部系統(tǒng)內(nèi)部采取措施來消除影響,不使其擴(kuò)散到局部系統(tǒng)外;區(qū)域系統(tǒng)之間輸電斷面上的故障,切除故障元件后盡量保持輸電斷面的完整性;反應(yīng)元件運(yùn)行異常的保護(hù)應(yīng)與系統(tǒng)的安全自動(dòng)裝置協(xié)調(diào)動(dòng)作,保證網(wǎng)絡(luò)連接的強(qiáng)壯性,盡量滿足輸電能力與輸電需求的平衡,切不可獨(dú)立,無序亂動(dòng);互聯(lián)系統(tǒng)失穩(wěn)后,應(yīng)按功率盡可能平衡的原則有序解列,避免大面積停電,并有利快速恢復(fù)。
我國保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的“三道防線”
第一道防線:高速、準(zhǔn)確地切除故障元件的繼電保護(hù)和 反應(yīng)被保護(hù)設(shè)備運(yùn)行異常的保護(hù)
被我國超高壓電網(wǎng)普遍采用的裝備
利用被保護(hù)元件兩端的盡可能簡單的信息;超高壓系統(tǒng)主保護(hù)動(dòng)作速度10-25毫秒;超高壓系統(tǒng)主保護(hù)動(dòng)作正確率99.82%;
正在研究、未來可能裝備電網(wǎng)的保護(hù)
利用被保護(hù)元件單端或兩端故障暫態(tài)信息的繼電保護(hù);主保護(hù)動(dòng)作速度2-5毫秒
以盡可能快的速度、在盡可能小的范圍內(nèi)切除故障,減少系統(tǒng)產(chǎn)生的不平衡能量
第二道防線:保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的安全自動(dòng)裝置
自動(dòng)重合閘裝置:除減少重合于永久故障時(shí)系統(tǒng)不平衡能量 盡量減少網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓M快恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)輸電能力;
備自投、事故減出力、自動(dòng)切負(fù)荷、抽水改發(fā)電等:快速保持穩(wěn)態(tài)發(fā)輸電能力與用電需求的平衡。
過負(fù)荷控制:連鎖切機(jī)、切負(fù)荷,遠(yuǎn)方切機(jī)、切負(fù)荷等。保持穩(wěn)態(tài)輸電能力與輸電需求的平衡。
暫態(tài)穩(wěn)定控制:邏輯式連鎖切機(jī)、切負(fù)荷;利用局部量的穩(wěn)定性預(yù)測與緊急控制裝置;基于離線或在線計(jì)算的區(qū)域性穩(wěn)定控制系統(tǒng);用于保持動(dòng)態(tài)輸電能力和輸電需求的平衡。
第三道防線:失步解列與頻率、電太控制
失步解列:在互聯(lián)電網(wǎng)失去同步后,在預(yù)定的地點(diǎn)解列,以求各子網(wǎng)能獨(dú)立滿足供電需求。
頻率控制:通過低周減載、開啟備用機(jī)組等滿足頻率要求,通過高周切機(jī)保證頻率穩(wěn)定、機(jī)組安全。
電壓和無功控制:通過低壓減載和增發(fā)無功維持電壓水平,防止電壓崩潰。
爭取各自平衡,盡量減少對(duì)用戶的損失,維持各子網(wǎng)的安,創(chuàng)造并網(wǎng)條件。
延伸閱讀:
2012年7月印度北部大停電,影響超過3億人
印度北方電網(wǎng)30日凌晨癱瘓,影響數(shù)以億計(jì)人口,地鐵遲開,火車晚點(diǎn),供水中斷,交通擁堵。
北方電網(wǎng)當(dāng)天大約2時(shí)斷電,波及首都新德里、旁遮普邦、哈里亞納邦、喜馬偕爾邦、北方邦和拉賈斯坦邦等,影響超過3億人,占印度總?cè)丝诖蠹s四分之一。
印度政府動(dòng)力部長蘇希爾·庫馬爾·欣德說,這是2001年以來北部地區(qū)最嚴(yán)重的停電事件,當(dāng)時(shí)斷電大約16小時(shí)。欣德說,截至上午11時(shí),60%的供電恢復(fù)。截至下午1時(shí)30分,首都地區(qū)80%的電力供應(yīng)恢復(fù),其他地區(qū)恢復(fù)50%。
北方電網(wǎng)運(yùn)營商說,工程人員正在繼續(xù)搶修,同時(shí)從東部和西部電網(wǎng)調(diào)集電力,首先確保醫(yī)院、交通和公共服務(wù)部門供電。 時(shí)值盛夏,新德里地區(qū)最低溫度為28攝氏度,濕度達(dá)81%。停電讓居民叫苦連天。
2006年7月1日20:48 華中(河南)電網(wǎng)發(fā)生重大電網(wǎng)事故--“7•1”電網(wǎng)事故
這是建國以來中國最大一起電網(wǎng)事故。該事故導(dǎo)致華中(河南)電網(wǎng)多條500千伏線路和220千伏線路跳閘、多臺(tái)發(fā)電機(jī)組退出運(yùn)行,電網(wǎng)損失部分負(fù)荷,造成河南5市停電,并影響到周邊湖北、湖南、江西等各省電網(wǎng)。
根據(jù)有關(guān)資料,河南500kV嵩鄭雙回線繼電保護(hù)誤動(dòng)作跳閘,原線路178萬千瓦的負(fù)荷完全轉(zhuǎn)移到和它電磁環(huán)網(wǎng)的220kV系統(tǒng),先過負(fù)荷繼而全網(wǎng)穩(wěn)定破壞,系統(tǒng)振蕩不僅波及西到四川、南到湖南、東到江西的華中全網(wǎng),而且波及北到華北電網(wǎng)。發(fā)電機(jī)組共26臺(tái)跳閘、出力損失600多萬千瓦。華中和華北的弱聯(lián)系單回500kV聯(lián)絡(luò)線手動(dòng)解列。華中電網(wǎng)頻率下降到49.1Hz,負(fù)荷損失近380萬千瓦。
華中電網(wǎng)自1982年8月7日丹漢線故障引起穩(wěn)定破壞事故以來,24年來一直保持安全穩(wěn)定。這次華中電網(wǎng)事故雖未造成全網(wǎng)大停電,但在歷史上是我國電網(wǎng)事故波及的范圍最廣,跳閘的發(fā)電機(jī)組最多,是20年來全國罕見的電網(wǎng)事故。
2006年7月1日華中電網(wǎng)事故造成了失穩(wěn)振蕩,波及華中全網(wǎng),由于西北、華東、華南對(duì)華中都是直流穩(wěn)控聯(lián)網(wǎng)的分區(qū)結(jié)構(gòu),所以都不受到事故波及影響。這恰恰再次證明直流穩(wěn)控聯(lián)網(wǎng)的分區(qū)原則,完全保證任一大區(qū)事故不會(huì)影響其他大區(qū)。
一般認(rèn)為,在區(qū)域電網(wǎng)中,一旦有事故出現(xiàn)可以很快把事故危害縮小到較小的范圍。華中電網(wǎng)河南“7•1”大停電事故就是最好的例證。但全國交流1000千伏聯(lián)網(wǎng)就打破這個(gè)原則,任一事故都會(huì)波及全國、造成全國性大停電的高風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)特高壓來說,交流里面任何一個(gè)部分發(fā)生自然災(zāi)害,或是人為操作的失誤,危害就會(huì)很快波及全國。20多年前,我國按照分層分區(qū)原則建立了六大區(qū)域的分區(qū)電網(wǎng),分區(qū)的主要理念是避免發(fā)展成為一個(gè)全國交流強(qiáng)聯(lián)電網(wǎng),這樣可以避免一個(gè)大區(qū)事故影響相鄰大區(qū)。
2005年9月美國洛杉磯停電事故 5000萬人受影響
美國洛杉磯市星期一發(fā)生大規(guī)模停電事故,當(dāng)?shù)毓賳T尚未確定停電原因。
停電現(xiàn)象遍布洛杉磯全市,從北好萊塢、伯班克、一直到洛杉磯南部的電力都中斷了。
消防部門的發(fā)言人表示事故可能是輸電線路問題,停電現(xiàn)象遍布洛杉磯全市,洛杉磯國際機(jī)場依靠備用電力仍在運(yùn)轉(zhuǎn)。警方以及消防部門已經(jīng)進(jìn)入警戒狀態(tài),因信號(hào)燈失效已經(jīng)引發(fā)了交通堵塞。
2005年8月美國加州停電半小時(shí)
2005年8月25日,為美國加利福尼亞州南部地區(qū)供電的一條主要輸電線路出現(xiàn)故障,加州電力主管部門緊急啟動(dòng)限電措施,造成大約50萬居民斷電半個(gè)小時(shí)。
2005年8月印尼大停電 1億人受影響
2005年8月18日,印度尼西亞爪哇島和巴厘島當(dāng)天發(fā)生大面積停電事故,首都雅加達(dá)也在停電區(qū)域內(nèi),近1億人口受到影響。
事故原因:官員稱系電網(wǎng)故障造成
印尼首都雅加達(dá)等地發(fā)生大停電 1億人受影響
中國日?qǐng)?bào)網(wǎng)站消息:印度尼西亞國家電力公司表示,8月18日,爪哇和巴厘兩島上近1億人受到停電影響,首都雅加達(dá)也在其中。
據(jù)美聯(lián)社報(bào)道,許多家庭和公司都停電幾乎三個(gè)小時(shí),一些學(xué)校也停課。一家公司表示,不清楚造成停電的原因,但認(rèn)為與燃料供應(yīng)無關(guān),可能是爪哇的兩個(gè)電廠出了問題,希望在今晚能恢復(fù)供電。
報(bào)道稱,停電表明在用電高峰時(shí)期,印尼電力輸送設(shè)施的較為脆弱。
2005年7月格魯吉亞東部大停電
2005年7月4日大約23時(shí)15分,包括首都第比利斯在內(nèi)的幾乎整個(gè)格魯吉亞東部地區(qū)大面積停電。這一事件的誘因,是一條從格魯吉亞西部向東部輸送電力的高壓線路發(fā)生故障。
2005年5月俄羅斯大停電 公共設(shè)施全面癱瘓
2005年5月25日,莫斯科南部、西南和東南市區(qū)發(fā)生大面積停電事故。大停電使得莫斯科電網(wǎng)321座變電站全停,損失負(fù)荷3539.5MW。莫斯科市約有一半地區(qū)的工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)活動(dòng)和交通運(yùn)輸陷入癱瘓。一天之后才完全恢復(fù)正常供電。
當(dāng)時(shí),莫斯科電力公司擁有23座電廠,總裝機(jī)14800MW,2004年最大用電負(fù)荷10350MW,年發(fā)電量700億kWh。
5月23日19時(shí)57分,恰吉諾站#2自耦變壓器的電流互感器(1960年生產(chǎn),1962年投運(yùn))發(fā)生斷裂噴油并著火。
5月24日20時(shí)57分,110kV 2段母線的電流互感器(1958年生產(chǎn)投運(yùn))出現(xiàn)斷裂噴油著火,并進(jìn)一步引發(fā)相鄰空氣斷路器、壓縮空氣管道、懸式絕緣子等設(shè)備故障,使運(yùn)行在恰吉諾變電站母線上的#22熱電站7、8、9、10號(hào)機(jī)組跳開。發(fā)電功率下降了640MW。導(dǎo)致部分地區(qū)和用戶停電。
5月24日23時(shí)49分,恰吉諾變電站三條500kV線路相繼跳閘,23時(shí)55分恰吉諾變電站全站停電。負(fù)荷大量轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致110kV、220kV系統(tǒng)潮流加重。
從5月25日8時(shí)15分開始,多條110kV、220kV線路因過負(fù)荷、對(duì)樹閃絡(luò)等原因陸續(xù)跳閘。
莫斯科市南部110kV電網(wǎng)的電壓降至85~90kV,同時(shí)莫斯科電網(wǎng)的9座電廠及圖拉電網(wǎng)的4座電廠全部或者部分停機(jī),導(dǎo)致系統(tǒng)電壓崩潰,321座變電站全停。
26日18時(shí),全部停電地區(qū)才恢復(fù)正常供電。
事故調(diào)查報(bào)告表明,設(shè)備老化是引發(fā)莫斯科停電事故的直接原因。恰吉諾變電站的110kV~500kV電流互感器中,運(yùn)行時(shí)間超過40年的就達(dá)到122臺(tái)。據(jù)莫斯科電力公司2001年6月的統(tǒng)計(jì),其設(shè)備平均老化率已達(dá)到45%-47%。另外,過負(fù)荷的架空線路弧垂增大,對(duì)樹木和其它障礙物放電閃絡(luò),引起線路保護(hù)動(dòng)作。在此情況下運(yùn)行人員未采取拉路限電措施,使運(yùn)行線路的負(fù)荷增大、電壓下降,導(dǎo)致事故聯(lián)鎖發(fā)展,引發(fā)電網(wǎng)大面積停電。系統(tǒng)備用容量不足,也是莫斯科大面積停電的重要原因之一。
據(jù)估計(jì),此次莫斯科大停電造成損失至少10億美元。停電引發(fā)的交通癱瘓是俄羅斯近年來最嚴(yán)重的一次。停電造成43條地鐵線路中斷運(yùn)行,莫斯科街上236個(gè)交通信號(hào)燈熄滅,引發(fā)一系列交通事故,交通擁堵嚴(yán)重,數(shù)以千計(jì)的人涌入嚴(yán)重超載的巴士。停電使1500人困在電梯內(nèi)。至少20家醫(yī)院因停電被迫啟動(dòng)備用電源。莫斯科證券交易所的交易被迫中斷。圖拉地區(qū)一家化工廠因停電發(fā)生爆炸。停電地區(qū)空調(diào)停運(yùn),居民搶購飲用水,出租車提價(jià),社會(huì)秩序一片混亂。
2003年8月美加大停電,歷史上規(guī)模最大的停電事故
美國東部時(shí)間2003年8月14日下午約4時(shí)20分開始,美國東北部和加拿大部分地區(qū)發(fā)生大面積停電。初步調(diào)查顯示,停電是由于紐約一家發(fā)電廠遭雷擊起火所致,美國官方已否認(rèn)這與恐怖活動(dòng)有關(guān)。目前,部分地區(qū)已開始恢復(fù)供電。
這次歷史上最大規(guī)模的停電波及美國的很多城市,加拿大安大略省的部分城市也受到影響。停電影響了地鐵、電梯以及機(jī)場的正常運(yùn)營,在一些地方造成了交通擁堵,給成千上萬市民的工作和生活造成了極大不便。
新華社記者在紐約街頭看到,城市交通已基本癱瘓,街上人頭攢動(dòng),車流和人流都在艱難地緩慢移動(dòng),但人們都顯得比較平靜,沒有出現(xiàn)恐慌。由于停電使收款機(jī)無法使用,絕大部分商店都關(guān)門停業(yè)。記者在街邊接
連詢問了幾家仍在營業(yè)的小商店,被告知電池、蠟燭等應(yīng)急物品都已脫銷。在付費(fèi)電話前,人們排成了長隊(duì),因?yàn)榇蟛糠质謾C(jī)因?yàn)橥k姸鵁o法接通。
新澤西州北部、佛蒙特州的部分地方和康涅狄格州也發(fā)生了停電事故。停電發(fā)生后,美國關(guān)閉了俄亥俄州和紐約州等4個(gè)州的7座核電站,醫(yī)院、監(jiān)獄等不少機(jī)構(gòu)紛紛啟用備用電源應(yīng)急。
加拿大總理府官員14日說,當(dāng)天美國東北部和加拿大的大面積停電是因閃電擊中美國紐約州北部一家電廠引起火災(zāi)造成的。
紐約州和新澤西州都因停電宣布進(jìn)入緊急狀態(tài)。紐約市市長布隆伯格說,沒有跡象表明這是一起恐怖襲擊事件。“或許這是一起自然事故導(dǎo)致電力系統(tǒng)的中斷”。
美聯(lián)邦調(diào)查局、國土安全部和紐約警方一致認(rèn)為,沒有證據(jù)表明這次大面積停電是恐怖分子發(fā)動(dòng)的襲擊,也沒有證據(jù)表明這是一起犯罪案件。
聯(lián)邦調(diào)查局發(fā)言人比爾·卡特說:“目前我們還沒有任何東西表明這起事故具有犯罪性質(zhì)或是一起恐怖行動(dòng)。”紐約市警察局的一位發(fā)言人說:“我們現(xiàn)在更關(guān)心的是如何使路燈亮起來,使城市恢復(fù)正常,而不是事故的原因。”
美國總統(tǒng)布什14日晚(北京時(shí)間15日早上)在圣地亞哥發(fā)表講話說,受停電影響的市民的生活可能馬上恢復(fù)正常,但政府“正在逐步、有效地處理這一全國性問題”。
美國上一次大規(guī)模停電發(fā)生在1996年8月。當(dāng)時(shí)美國西部的9個(gè)州發(fā)生斷電事故,致使這一地區(qū)的空中和地面交通陷入混亂,許多工廠被迫停產(chǎn),400多萬人的正常生活受到嚴(yán)重影響。
2003年阿爾及利亞電站故障大停電
2003年2月3日,阿爾及利亞主要電站故障導(dǎo)致全國停電數(shù)小時(shí)。
2002年菲律賓呂宋島停電
2002年5月,呂宋島再次發(fā)生大范圍停電,4000多萬人受影響。
2001年1月印度電站故障致大停電
2001年1月2日,由于電站發(fā)生故障,印度北部約200多萬居民失去電力供應(yīng)。
1999年12月法國暴風(fēng)雨致大停電
1999年12月26日,約360萬個(gè)法國家庭由于暴風(fēng)雨而遭遇停電數(shù)日。
1998年菲律賓停電 3500多萬人受影響
1998年1月,菲律賓呂宋島大停電,3500多萬人受影響,約占菲律賓人口的一半。
1998年1月結(jié)冰致美國大停電
1998年1月,美國東部氣候反常,許多輸電線因結(jié)冰而折斷,導(dǎo)致大面積斷電。事故給緬因州中部19萬人、紐約州北部10萬人以及新罕布什爾州2萬人的生活帶來不便。
1998年1月加拿大電線凍結(jié)大停電
1998年1月,由于冰雨使電線凍結(jié)折斷,加拿大東部300多萬人在超過一星期的時(shí)間了失去了電力供應(yīng)。
1996年美國西部15州大停電
1996年7月2日,愛達(dá)荷州輸電線路發(fā)生的故障使美國西部15個(gè)州和加拿大及墨西哥的部分地區(qū)斷電,大約200萬人的工作生活受到影響。
1994年8月意大利南部大停電
1994年8月24日,整個(gè)意大利南部停電,1800多萬居民在漆黑中度過了數(shù)小時(shí)。
1993年11月5日干旱造成希臘停電
1993年11月5日,連續(xù)六個(gè)月的干旱少雨使水電設(shè)施難以正常運(yùn)轉(zhuǎn),希臘首都雅典及周圍地區(qū)當(dāng)天經(jīng)歷了幾個(gè)小時(shí)的全面停電,400多萬人生活受到影響。
1990年4月沙塵暴引起埃及大停電
1990年4月25日,由沙塵暴引起的停電在埃及首都開羅及主要城市造成了嚴(yán)重混亂。