18(0622) 华东电力 2003年第9期 “美加8.14大停电”初步分析与各方评论 李莉华，宋平，郑淮，韩天祥，祝瑞金 (华东电力试验研究院，上海200437) 摘要：以收集的有关资料为依据，介绍了此闪美加大停电事故的发展过程及恢复情况，对事故做了初步的定 性分析和原因分析，并充分描述了各界对此次停电事故的深入评论和反思 关键词：大停电；事故分析，电力管理体制，市场监管，输电网建设 中图分类号：TM711 文献标识码A文章编号：1001-9529(2003)090018-04 Prmary analysis and various commen ts on 8 14'blackout in US and Canada L IL ihua,SON G P ing,ZH EN G H uai,HAN T ian'x iang,ZHU Rui-jin (East China Electric Test Research Institute,Shanghai200437,China) Abstract The '8 14'blackout in US and Canada is the largest outage in the North American history The ac- cident exposes the problems of plan,construction,dispatch,operaton and management in the eletric power network ofUS and Canada Based on latest collected,the developement and recovery process of this outage were introduced Tentative qualitative analysas of the accident was made as well as prm ary analysis of rea- sons various in-dep th comm ents of all sides were presents also. Key words blackout,pow er m anagem ent system;m arket supervision;transn isson constructon 美国东部夏令时间(EDT)2003年8月14日 和纽约电网，发生事故的电力系统基本情况、负荷 16:11(北京时间15日4：11)，美国、加拿大发生 损失情况见表1。 北美历史上规模最大的停电事故，停电区域涉及 表1事故发生的电网及负荷损失情况MW 美国俄亥俄州、密歇根州、纽约州等8个州以及加 NERC2002年夏季装机 损失 电网 拿大魁北克省、安大略省2个省。据北美电力可靠 分区最大负荷容量 负荷 性协会NERC)统计，此次停电事故累计损失负 MAAC 52 570 64000 PM电网（宾西法尼亚4200 州、新泽西州) 荷61800MW。超过5000多万人的生活受到影 中西部电网M idwest13000 ECAR 96330 122990S0(俄亥俄州、密歇根 响。据美国经济专家预测，此次美国历史上规模最 州、威斯康星州) 大的停电事故所造成的经济损失可能高达300亿 魁北克水电系统（加拿大 100 魁北克省) 美元/a。事故区域在16日11：00（即事故发生后 安大略电网（加拿大安大20000 NPCC 101150133460略省) 的42h49min)基本恢复供电。到目前为止，有关 新英格兰电网（台萨诸塞2500 州和康格州 各方均未公布事故发生的原因及事故原始资料。 纽约电网（纽约州） 22000 合计损失负荷 61800 我们根据收集的有关资料，对停电做了初步的分 注：I)数据来源NERC。 析，并介绍了以美国为主的各界对此次停电事故 1.2停电事故发生的过程 的评论和反思。 综合北美电力可靠性协会NERC)、美联社 1停电事故发生的过程和恢复情况 和美国电力公司AEP)国际输电公司(TC)、剑 桥能源研究协会(CERA)等机构的资料，事故的 受本次停电事故影响最严重的地区是NERC 的NPCC(东北电力协调委员会)分区MAAC(大 发生过程（参见图1如下： 西洋中区委员会)分区和ECAR(东部中区可靠性 8月14日14：00左右，俄亥俄州F irstEnergy 协调组织)3个分区，包括PM电网、中西部电 的E5号680MW燃煤机组退出运行， 网、魁北克水电系统、安大略电网、新英格兰电网 15:06~15:32,向克里夫兰供电的两条输电 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
“美加 8114 大停电”初步分析与各方评论 李莉华, 宋 平, 郑 淮, 韩天祥, 祝瑞金 (华东电力试验研究院, 上海 200437) 摘 要: 以收集的有关资料为依据, 介绍了此闪美加大停电事故的发展过程及恢复情况, 对事故做了初步的定 性分析和原因分析, 并充分描述了各界对此次停电事故的深入评论和反思。 关键词: 大停电; 事故分析; 电力管理体制; 市场监管; 输电网建设 中图分类号: TM 711 文献标识码: A 文章编号: 100129529 (2003) 0920018204 Pr imary ana lysis and var ious comm en ts on‘8. 14’blackout in US and Canada L I L i2hua, SON G P ing , ZH EN G H uai, H A N T ian2x iang , ZH U R u i2j in (East Ch ina E lectric T est & R esearch Institute, Shanghai 200437,Ch ina) Abstract: T he‘8. 14’blackout in U S and Canada is the largest outage in the N o rth Am erican h isto ry. T he ac2 cident expo ses the p roblem s of p lan, construction, dispatch, operation and m anagem ent in the eletric pow er netw o rk of U S and Canada. Based on latest co llected, the developem ent and recovery p rocess of th is outage w ere introduced. T entative qualitative analysas of the accident w as m ade as w ell as p rim ary analysis of rea2 sons. various in2dep th comm ents of all sides w ere p resents also. Key words: blackout; pow er m anagem ent system;m arket supervision; transm ission construction 美国东部夏令时间(ED T ) 2003 年 8 月 14 日 16: 11 (北京时间 15 日 4: 11) , 美国、加拿大发生 北美历史上规模最大的停电事故, 停电区域涉及 美国俄亥俄州、密歇根州、纽约州等 8 个州以及加 拿大魁北克省、安大略省 2 个省。据北美电力可靠 性协会 (N ERC) 统计, 此次停电事故累计损失负 荷 61 800MW。超过 5 000 多万人的生活受到影 响。据美国经济专家预测, 此次美国历史上规模最 大的停电事故所造成的经济损失可能高达 300 亿 美元öd。事故区域在 16 日 11: 00 (即事故发生后 的 42 h 49 m in) 基本恢复供电。到目前为止, 有关 各方均未公布事故发生的原因及事故原始资料。 我们根据收集的有关资料, 对停电做了初步的分 析, 并介绍了以美国为主的各界对此次停电事故 的评论和反思。 1 停电事故发生的过程和恢复情况 受本次停电事故影响最严重的地区是N ERC 的N PCC (东北电力协调委员会) 分区、M AA C (大 西洋中区委员会) 分区和 ECA R (东部中区可靠性 协调组织) 3 个分区, 包括 PJM 电网、中西部电 网、魁北克水电系统、安大略电网、新英格兰电网 和纽约电网, 发生事故的电力系统基本情况、负荷 损失情况见表 1。 表 1 事故发生的电网及负荷损失情况 MW N ERC 分区 2002年夏季 最大负荷 装机 容量 电 网 损失 负荷 M AA C 52 570 64 000 PJM 电网 (宾西法尼亚 州、新泽西州) 4 200 ECA R 96 330 122 990 中 西 部 电 网 M idw est ISO (俄亥俄州、密歇根 州、威斯康星州) 13 000 N PCC 101 150 133 460 魁北克水电系统(加拿大 魁北克省) 安大略电网(加拿大安大 略省) 新英格兰电网(台萨诸塞 州和康涅狄格州) 纽约电网(纽约州) 100 20 000 2 500 22 000 合计损失负荷 61 800 注: 1) 数据来源: N ERC。 112 停电事故发生的过程 综合北美电力可靠性协会 (N ERC)、美联社 和美国电力公司(A EP)、国际输电公司( ITC)、剑 桥能源研究协会(CERA ) 等机构的资料, 事故的 发生过程(参见图 1 如下: 8 月 14 日 14: 00 左右, 俄亥俄州 F irstEnergy 的 E 5 号 680 MW 燃煤机组退出运行; 15: 06～ 15: 32, 向克里夫兰供电的两条输电 18 (0622) 华东电力 2003 年第 9 期
2003年第9期 华东电力 19(0623) 丝用电为世鲜单养注 重滋裤性满性用 智而越 配导界相 室量试线 图1事故区域的电网地理接线图 线路(Cham berlin-Harding345kV输电线和 中部两座总容量1800MW的电厂KinderMor~ Hanna-Juniper345kV输电线)相继跳闸，克里夫 gan和MCV在15s内相继停运 兰出现低电压 16:10,密歇根TC电网电压崩溃，在8s内 15:4~15:46,向北部俄亥俄电网供电的连 密歇根30条输电线停运，ⅡC电网与密歇根其它 接FirstEnergy和美国电力公司(AEP)的两条输 电网解列，俄亥俄北网从安大略和密歇根拉电，潮 电线路(Star-South Canton345kV输电线路和 流达到2800MW,事故波及安大略和纽约电网， Tidd-Canton Control345kV输电线)跳闸： 纽约电网切断与安大略电网的连接以自保，但电 16:06,向北部俄亥俄电网供电的1条输电线 网很快崩溃，由此自16：11爆发了大面积停电事 (Samm is-Star345kV输电线)跳闸，FirstEnergy 故。在事故发生后，AEP电网和PM电网分别阻 向密歇根TC电网拉电200MW,密歇根电网出 止了停电向印第安纳、PM南部发展。 现低电压，加拿大和美国东部电网出现功率摇摆 1.3停电事故发生后电网的恢复情况 16:09,连接俄亥俄南北电网的两条联络线 在停电事故发生3h19min后的美国东部时 (Galion M usk ingum RiverOho Central 345 kV 间14日19：30，负荷恢复2.2%，15日5：00（事故 线路、East L ima-Fostoria Central345kV线路) 发生后12h49min),负荷恢复66.5%，其中魁北 跳闸，俄亥俄南北电网解列，FirstEnergy(北网) 克水电系统己完全恢复，16日11：00（事故发生后 向密歇根TC电网拉电2200MW,TC与安大 42h49min),北美东部电网基本恢复正常，但仍 略电网的潮流反转，密歇根电网电压下降，密歇根 采取分区轮流停电措施，截止17日17：00（事故 表2美国、加拿大电网事故恢复情况” 事故发生 事故恢复 电 8月14日16：11 8月14日19：30 8月15日300 网 损失负荷 恢复负荷 恢复比 恢复负荷恢复比 8月16日11：00 8月17日17：00 MW MW % 人MW % PM电网 4200 800 19.0 4000 95.2 电网运行恢复正 除密敌根安大略线 中西部电网 13000 0 0.0 7700 59.2 常，大多数事故中 外，所有的输电线路 魁北克水电系统 100 40 40.0 100 100.0 停产的机组已恢复 已恢复运行大多数 安大略电网 20000 0 0.0 8500 42.5 运行，受发电容量 机组已恢复运行，仍 新英格兰电网 2500 500 20.0 2400 96.0 限制，实行分区轮 有21台机组未投入 纽约电网 22000 0 0.0 18400 83.6 流停电。 运行，不再实行分区 总计 61800 1340 2.2 41100 66.5 轮流停电。 注：1)表中时间为美因东部夏季时间(EDT)。 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
图 1 事故区域的电网地理接线图 线 路 (Cham berlin2H arding 345 kV 输 电 线 和 H anna2Jun iper 345 kV 输电线) 相继跳闸, 克里夫 兰出现低电压; 15: 41～ 15: 46, 向北部俄亥俄电网供电的连 接 F irstEnergy 和美国电力公司(A EP) 的两条输 电线路 (Star2Sou th Can ton 345 kV 输电线路和 T idd2Can ton Con tro l 345 kV 输电线) 跳闸; 16: 06, 向北部俄亥俄电网供电的 1 条输电线 (Samm is2Star 345 kV 输电线) 跳闸, F irstEnergy 向密歇根 ITC 电网拉电 200 MW , 密歇根电网出 现低电压, 加拿大和美国东部电网出现功率摇摆; 表 2 美国、加拿大电网事故恢复情况1) 电 网 事故发生 事故恢复 8 月 14 日 16: 11 8 月 14 日 19: 30 8 月 15 日 5: 00 损失负荷 öMW 恢复负荷 öMW 恢复比 ö% 恢复负荷 öMW 恢复比 ö% 8 月 16 日 11: 00 8 月 17 日 17: 00 PJM 电网 中西部电网 魁北克水电系统 安大略电网 新英格兰电网 纽约电网 总计 4 200 13 000 100 20 000 2 500 22 000 61 800 800 0 40 0 500 0 1 340 1910 010 4010 010 2010 010 212 4 000 7 700 100 8 500 2 400 18 400 41 100 9512 5912 10010 4215 9610 8316 6615 电网运行恢复正 常; 大多数事故中 停产的机组已恢复 运行; 受发电容量 限制, 实行分区轮 流停电。 除密歇根2安大略线 外, 所有的输电线路 已恢复运行; 大多数 机组已恢复运行, 仍 有 21 台机组未投入 运行; 不再实行分区 轮流停电。 注: 1) 表中时间为美国东部夏季时间(ED T)。 16: 09, 连接俄亥俄南北电网的两条联络线 (Galion2M u sk ingum R iver2O h io Cen tral 345 kV 线路、East L im a2Fo sto ria Cen tral 345 kV 线路) 跳闸, 俄亥俄南北电网解列, F irstEnergy (北网) 向密歇根 ITC 电网拉电 2 200 MW , ITC 与安大 略电网的潮流反转, 密歇根电网电压下降, 密歇根 中部两座总容量 1 800 MW 的电厂 K inder2M o r2 gan 和M CV 在 15 s 内相继停运; 16: 10, 密歇根 ITC 电网电压崩溃, 在 8 s 内 密歇根 30 条输电线停运, ITC 电网与密歇根其它 电网解列, 俄亥俄北网从安大略和密歇根拉电, 潮 流达到 2 800 MW , 事故波及安大略和纽约电网, 纽约电网切断与安大略电网的连接以自保, 但电 网很快崩溃, 由此自 16: 11 爆发了大面积停电事 故。在事故发生后,A EP 电网和 PJM 电网分别阻 止了停电向印第安纳、PJM 南部发展。 113 停电事故发生后电网的恢复情况 在停电事故发生 3 h 19 m in 后的美国东部时 间 14 日 19: 30, 负荷恢复 212% ; 15 日 5: 00 (事故 发生后 12 h 49 m in) , 负荷恢复 6615% , 其中魁北 克水电系统已完全恢复; 16 日 11: 00 (事故发生后 42 h 49 m in) , 北美东部电网基本恢复正常, 但仍 采取分区轮流停电措施, 截止 17 日 17: 00 (事故 2003 年第 9 期 华东电力 19 (0623)
20(0624) 华东电力 2003年第9期 发生后72h49min),电网正常运行，绝大多数机 (4)保护装置和安全装置可靠性不高 组恢复运行，不再实行分区轮流停电。电网详细恢 停电地区的保护装置和安全自动装置可靠性 复情况如表2所示。 不高，没能有效地阻止事故的蔓延也是造成本次 为确保电网的安全恢复，在电网恢复的过程 大面积停电事故的一个重要因素。 中，运行机构采取了分区停电措施，同时呼呈用户 3事故发生后各方的评论与反思 节约用电。 1.4停电事故的初步定性分析 3.1电力管理体制和市场监管 综合收集到的资料，由事故过程中的事件发 美国国会分别于1978年和1992年通过了公 生顺序和过程中潮流的变化，基本可以判断本次 用事业管理政策法(PURPA)和能源政策法 大停电属于潮流大范围转移导致的快速电压崩 (EPA),启动了美国公用事业的放松管制。自此， 溃。同时，系统中还伴有大潮流在断面间来回窜动 美国大部分州都不同程度地进行了行业体制改 造成的大量线路相继跳闸以及局部系统和大网解 革，一些州在实施中遇到了很多问题，如加利福尼 列后因频率和电压崩溃导致局部系统全停现象。 亚州。放松管制的改革引起了争议。美国经济学 家罗伯特·库特纳(Robert Kuttner)在l6日的 2停电事故发生原因初步分析 《纽约时报》New s York Tmes)刊文认为，电力 目前相关权威机构仍未对事故的过程和原因 与普通商品不同，不能大量储存，需要规划和协 作出说明，根据国外媒体上公开发表的有关报道， 调，还需要采取鼓励措施促进输电线路的维修和 对停电事故发生的原因初步分析如下： 更新。因此，放松管制的理论是失败的。相比之下， (1)缺乏统一电网规划，电磁环网普遍存在 美国东南部许多地方却保留了传统的管制规定， 北美国电力系统缺乏统一的电网规划，普遍 目前那里的电价便宜，电力供应也有保证。 存在的复杂的电磁环网可能是造成大停电事故频 美国没有一个制定强制性系统运行规则并负 发的结构原因。（例如，从电网地理接线图看，除安 责互联系统安全的机构。NERC作为北美电力系 大略电网主网架为230kV外，事故地区其它电 统的可靠性协调机构，虽然有权制定系统运行和 网网架以345kV为主)。一个结构合理的电网， 规划可靠性标准并对系统可靠性进行评估，但只 应是便于调度和事故处理的电网，它是电网安全 能给出建议，没有强制实施和惩处违规行为（这次 稳定运行的物质基础。 事件的主角F irstEnergy就有违反可靠性标准的 (2)调度不力 记录)的权力。根特要求美国联邦立法机构通过立 此次事故的诱因可能是环伊利湖(Erie 法，成立带有法定权力的电力可靠性组织以迫使 Lake)大环网的潮流过载和不恰当的阻塞调度措 所有的市场参与者执行可靠性标准。但有关建立 施。环伊利湖大环网的线路减载(T ransm ission 强制性可靠性组织的立法遇到了困难，布什政府 Loading Relief)调度程序是靠由N Y ISO、Mid- 倾向于行业自律。 west ISO、AEP,M ich igan T ran sco LLC、Interna- 目前美国输电服务分别由100多个输电公司 tional Transm ission(TC)、FE、PM、MO等组 来承担联邦政府和州政府都有一定的管理权限。 成的Lake Erie Energency Redispatch Agree- 美国联邦能源管理委员会(FERC)认为美国电网 m ent (L EER)来协调处理的，其调度权力和效率 管理分散，不利于电网稳定高效运行，提出建立区 是否足以应付大事故的处理值得怀疑。 域输电组织(RTO),旨在建立一个更加高效的区 (3)无功电源不足和调节手段缺乏 域系统，在此系统中采用单一的输电费，实施更好 在事故初期，Oho州克里夫兰地区就显示了 的阻塞管理。RTO计划是针对伴随电力市场而来 存在地区低电压现象，历史上该地区也曾发生过 的系统安全问题制定的，是在S0基础上发展而 多起低电压事故，在夏季重载情况下，无功电源的 成的输电管理组织，它减少了发电到用户间的组 不足和调节手段的匮乏也有可能是此次停电事故 织机构数量，同时促进发电竞争，提高输电效率和 的根源，它导致地区系统电压崩溃事故，进而祸及 电网运行的可靠性。FERC鼓励各输电公司加入 整个互联系统稳定运行。 RTO,将其输电运行权交给RTO,以促进跨地区 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
发生后 72 h 49 m in) , 电网正常运行, 绝大多数机 组恢复运行, 不再实行分区轮流停电。电网详细恢 复情况如表 2 所示。 为确保电网的安全恢复, 在电网恢复的过程 中, 运行机构采取了分区停电措施, 同时呼呈用户 节约用电。 114 停电事故的初步定性分析 综合收集到的资料, 由事故过程中的事件发 生顺序和过程中潮流的变化, 基本可以判断本次 大停电属于潮流大范围转移导致的快速电压崩 溃。同时, 系统中还伴有大潮流在断面间来回窜动 造成的大量线路相继跳闸以及局部系统和大网解 列后因频率和电压崩溃导致局部系统全停现象。 2 停电事故发生原因初步分析 目前相关权威机构仍未对事故的过程和原因 作出说明, 根据国外媒体上公开发表的有关报道, 对停电事故发生的原因初步分析如下: (1) 缺乏统一电网规划, 电磁环网普遍存在 北美国电力系统缺乏统一的电网规划, 普遍 存在的复杂的电磁环网可能是造成大停电事故频 发的结构原因。(例如, 从电网地理接线图看, 除安 大略电网主网架为 230 kV 外, 事故地区其它电 网网架以 345 kV 为主)。一个结构合理的电网, 应是便于调度和事故处理的电网, 它是电网安全 稳定运行的物质基础。 (2) 调度不力 此次 事 故 的 诱 因 可 能 是 环 伊 利 湖 (E rie L ake) 大环网的潮流过载和不恰当的阻塞调度措 施。环伊利湖大环网的线路减载 (T ran sm ission L oading R elief) 调度程序是靠由 N Y ISO、M id2 w est ISO、A EP、M ich igan T ran sco LL C、In terna2 tional T ran sm ission ( ITC)、FE、PJM、IM O 等组 成 的 L ake E rie Energency R edispatch A gree2 m en t (L EER ) 来协调处理的, 其调度权力和效率 是否足以应付大事故的处理值得怀疑。 (3) 无功电源不足和调节手段缺乏 在事故初期,O h io 州克里夫兰地区就显示了 存在地区低电压现象, 历史上该地区也曾发生过 多起低电压事故; 在夏季重载情况下, 无功电源的 不足和调节手段的匮乏也有可能是此次停电事故 的根源, 它导致地区系统电压崩溃事故, 进而祸及 整个互联系统稳定运行。 (4) 保护装置和安全装置可靠性不高 停电地区的保护装置和安全自动装置可靠性 不高, 没能有效地阻止事故的蔓延也是造成本次 大面积停电事故的一个重要因素。 3 事故发生后各方的评论与反思 311 电力管理体制和市场监管 美国国会分别于 1978 年和 1992 年通过了公 用事业管 理 政 策 法 (PU R PA ) 和 能 源 政 策 法 (EPA ) , 启动了美国公用事业的放松管制。自此, 美国大部分州都不同程度地进行了行业体制改 革, 一些州在实施中遇到了很多问题, 如加利福尼 亚州。放松管制的改革引起了争议。美国经济学 家罗伯特·库特纳 (Robert Ku ttner) 在 16 日的 《纽约时报》(N ew s Yo rk T im es) 刊文认为, 电力 与普通商品不同, 不能大量储存, 需要规划和协 调, 还需要采取鼓励措施促进输电线路的维修和 更新。因此, 放松管制的理论是失败的。相比之下, 美国东南部许多地方却保留了传统的管制规定, 目前那里的电价便宜, 电力供应也有保证。 美国没有一个制定强制性系统运行规则并负 责互联系统安全的机构。N ERC 作为北美电力系 统的可靠性协调机构, 虽然有权制定系统运行和 规划可靠性标准并对系统可靠性进行评估, 但只 能给出建议, 没有强制实施和惩处违规行为(这次 事件的主角 F irstEnergy 就有违反可靠性标准的 记录) 的权力。根特要求美国联邦立法机构通过立 法, 成立带有法定权力的电力可靠性组织以迫使 所有的市场参与者执行可靠性标准。但有关建立 强制性可靠性组织的立法遇到了困难, 布什政府 倾向于行业自律。 目前美国输电服务分别由 100 多个输电公司 来承担联邦政府和州政府都有一定的管理权限。 美国联邦能源管理委员会(FERC) 认为美国电网 管理分散, 不利于电网稳定高效运行, 提出建立区 域输电组织(R TO ) , 旨在建立一个更加高效的区 域系统, 在此系统中采用单一的输电费, 实施更好 的阻塞管理。R TO 计划是针对伴随电力市场而来 的系统安全问题制定的, 是在 ISO 基础上发展而 成的输电管理组织, 它减少了发电到用户间的组 织机构数量, 同时促进发电竞争, 提高输电效率和 电网运行的可靠性。FERC 鼓励各输电公司加入 R TO , 将其输电运行权交给 R TO , 以促进跨地区 20 (0624) 华东电力 2003 年第 9 期
2003年第9期 华东电力 21(0625) 联合运行。 级服务公司副总经理说，政府应去除输电费用上 3.2输电网建设 限，否则Hydro One的财务状况将变差。 这次停电事故，暴露出北美电网存在严重的 输电网建设中的选址和环保问题是影响输电 薄弱环节。美国的输电网在许多地方容易形成阻 网建设的一个重要原因，输电设施选址时遇到压 塞，例如美国东部的186条输电线路中，去年有 力很大。美国各州担心建立输电设施污染当地环 50条曾经达到容量极限，有21条线路至少有 境，反对修建输电线路。另外，作为“公共物品”， 10%的时间处于超负荷状态，其中宾夕法尼亚州 在解除管制的情况下，输电网开放，各电力公司可 西部一条线路以及连接宾夕法尼亚州与纽约州西 以使用彼此的网络。在这种情况下，没有任何公司 部的一条线路情况最严重，一些线路一年中有 愿意投巨资改造电网，因为这将有利于其竞争对 80%以上时间处于阻塞状态。 手。 电网建设滞后于电力市场的发展，根据美国 3.3运行调度不统一 电力研究(EPRD的一份报告，在过去的12年里， 美国电力系统由各区域的分系统组成，区域 美国大宗电力交易的数值增长了4倍。这种增长 内各系统运行自成体系，系统间采用协议运行模 是在北美电网已经在接近稳定极限的情况下发生 式，相互间缺乏经常性的沟通。没有统一的电网调 的。 度与管理机构协调跨地区电网。俄罗斯统一电力 电网的建设投资没有与经济增长保持协调发 公司董事长丘拜斯认为，此次事故的根源在于，美 展。根据爱迪生电力研究所(EE)的研究，从1975 国没有形成统一的电力系统，也没有一个能够协 年到现在，美国的经济翻一番，而同期的电网投资 调各地区电网运行的调度机构。俄罗斯科学院大 却从每年50亿美元下降到20亿美元，平均每年 型电力系统安全问题科学委员会主任阿纳托利· 减少1亿美元。另据EPRI的研究，在过去的10 季亚科夫认为美国的电力调度也不够先进。 多年中，美国的用电负荷增长了30%，而同期的 3.4设备陈旧，可靠性差 高压输电线路容量仅增长了15%。EPRI主席兼 美国电网设备陈旧、老化，可靠性差是设备故 CEO Kurt Yeager认为，美国未来几年电网升级 障造成停电事故扩大的主要原因。美国前能源部 将需要500~1000亿美元。以下原因的存在限制 长比尔·理查森认为：美国使用的是“第三世界” 了对输电网建设的投资： 的电网。美国总统布什也说，美国的电网需要“现 (1)和发电侧不同，输电线路仍然处于政府 代化。此次事故的重灾区F irstEnergy公司的设 严格管制下，回报率低（平均4%）： 备时有故障，造成经常性停电，许多用户因此购买 (2)电网法规不一致，损害了输电公司投资 柴油发电机自给。2002年用于输电线路维修的费 电网的兴趣。美国剑桥能源研究协会(CERA)认 用是近年来是最低的。 为，各大公司缺乏加大投资以扩充并更新设备的 参考文献： 动力。加拿大西安大略大学电气与计算机工程系 主任Tarlochan Sidhu说，政府给安大略输电网的 [1] DOE Natonal Transm isson Grid Study[R 2002. 输电费用规定了上限，提高输电费用要得到安大 2] Brad Stone How to Fix the Grid NEW SWEEK [J] 2003,8,25 略能源局的批准。拥有和管理安大略输电网的国 [31 Blackout IS Just Latest Woe for a Troubled Ohi U tility 有Hydro One公司联络部主任A nne Creighton [OL N Y Tmes 2003,8,22 说，过去5年的输电投资达到35亿加元，未来5 收稿日期2003-09-09 年也将达到这一数字，为提高电网可靠性，该公司 作者简介：李莉华(1973)，女，硕士，工程师，从事电力行业咨询 每年的改造投入需要3亿加元。Dom inion债券评 及研究工作。 欢迎订阅 欢迎来稿 欢迎指导 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
联合运行。 312 输电网建设 这次停电事故, 暴露出北美电网存在严重的 薄弱环节。美国的输电网在许多地方容易形成阻 塞, 例如美国东部的 186 条输电线路中, 去年有 50 条曾经达到容量极限, 有 21 条线路至少有 10% 的时间处于超负荷状态, 其中宾夕法尼亚州 西部一条线路以及连接宾夕法尼亚州与纽约州西 部的一条线路情况最严重, 一些线路一年中有 80% 以上时间处于阻塞状态[ 1 ]。 电网建设滞后于电力市场的发展, 根据美国 电力研究(EPR I) 的一份报告, 在过去的 12 年里, 美国大宗电力交易的数值增长了 4 倍。这种增长 是在北美电网已经在接近稳定极限的情况下发生 的。 电网的建设投资没有与经济增长保持协调发 展。根据爱迪生电力研究所(EE I) 的研究, 从 1975 年到现在, 美国的经济翻一番, 而同期的电网投资 却从每年 50 亿美元下降到 20 亿美元, 平均每年 减少 1 亿美元。另据 EPR I 的研究, 在过去的 10 多年中, 美国的用电负荷增长了 30% , 而同期的 高压输电线路容量仅增长了 15%。EPR I 主席兼 CEO Ku rt Yeager 认为, 美国未来几年电网升级 将需要 500～ 1000 亿美元。以下原因的存在限制 了对输电网建设的投资: ( 1) 和发电侧不同, 输电线路仍然处于政府 严格管制下, 回报率低(平均 4% ); ( 2) 电网法规不一致, 损害了输电公司投资 电网的兴趣。美国剑桥能源研究协会(CERA ) 认 为, 各大公司缺乏加大投资以扩充并更新设备的 动力。加拿大西安大略大学电气与计算机工程系 主任 T arlochan Sidhu 说, 政府给安大略输电网的 输电费用规定了上限, 提高输电费用要得到安大 略能源局的批准。拥有和管理安大略输电网的国 有 H ydro O ne 公司联络部主任A nne C reigh ton 说, 过去 5 年的输电投资达到 35 亿加元, 未来 5 年也将达到这一数字, 为提高电网可靠性, 该公司 每年的改造投入需要 3 亿加元。Dom in ion 债券评 级服务公司副总经理说, 政府应去除输电费用上 限, 否则 H ydro O ne 的财务状况将变差。 输电网建设中的选址和环保问题是影响输电 网建设的一个重要原因, 输电设施选址时遇到压 力很大。美国各州担心建立输电设施污染当地环 境, 反对修建输电线路[ 2 ]。另外, 作为“公共物品”, 在解除管制的情况下, 输电网开放, 各电力公司可 以使用彼此的网络。在这种情况下, 没有任何公司 愿意投巨资改造电网, 因为这将有利于其竞争对 手。 313 运行调度不统一 美国电力系统由各区域的分系统组成, 区域 内各系统运行自成体系, 系统间采用协议运行模 式, 相互间缺乏经常性的沟通。没有统一的电网调 度与管理机构协调跨地区电网。俄罗斯统一电力 公司董事长丘拜斯认为, 此次事故的根源在于, 美 国没有形成统一的电力系统, 也没有一个能够协 调各地区电网运行的调度机构。俄罗斯科学院大 型电力系统安全问题科学委员会主任阿纳托利· 季亚科夫认为美国的电力调度也不够先进。 314 设备陈旧, 可靠性差 美国电网设备陈旧、老化, 可靠性差是设备故 障造成停电事故扩大的主要原因。美国前能源部 长比尔·理查森认为: 美国使用的是“第三世界” 的电网。美国总统布什也说, 美国的电网需要“现 代化。。此次事故的重灾区 F irstEnergy 公司的设 备时有故障, 造成经常性停电, 许多用户因此购买 柴油发电机自给。2002 年用于输电线路维修的费 用是近年来是最低的[ 3 ]。 参考文献: [ 1 ] DO E. N ational T ransm ission Grid Study[R ]. 20021 [ 2 ] B rad Stone. How to F ix the Grid. N EW SW EEK [J ]. 2003, 8, 25. [ 3 ] B lackout IS Just L atest W oe fo r a T roubled O h io U tility [OL ]. N Y T im es. 2003, 8, 22. 收稿日期: 2003209209 作者简介: 李莉华(19732) , 女, 硕士, 工程师, 从事电力行业咨询 及研究工作。 欢迎订阅 欢迎来稿 欢迎指导 2003 年第 9 期 华东电力 21 (0625)