21世纪全球大停电事故启示录
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1.4 事故启示

近年来我国经济持续快速增长,全社会用电需求较为强劲,而电网仍处于全国互联的建设阶段。美加大停电事故能够为我国今后的电网发展、建设与运行提供如下启示。

1.电网必须统一建设与规划,电网网架需要进一步加强

美加大停电事故发生的一个重要原因就是电网缺乏统一规划,各独立小电网各自为政,相互之间的联网较为混乱,在不同程度上存在高低电压等级的电磁环网现象,电网没有合理的分层分区,导致事故情况下电网潮流窜动、保护误动、解列方案难以实现,最终导致事故扩大。我国在今后的电网建设与规划中,必须坚持“全网一盘棋”的原则,统一并合理规划主网架,坚持电源分散接入负荷中心,加强受端系统无功支撑,确定合理的电网分层分区方案。

2.坚持电网的统一调度与运行管理

美国电网被分割为180多个独立的小电网,各小电网拥有自主调度权,各小电网的信息不透明,沟通渠道匮乏,上级调度对其仅能协调而无法统一指挥进行事故处理,最终造成了大停电事故。我国电网长期以来坚持的“统一调度,分级管理”原则已经被证明是行之有效的,今后应予以坚持和加强,同时应进行适当改革,以进一步提高其运行效率。若要做好大电网的协调控制和运行,就要重点做好运行方式、检修计划的统一安排,尤其要做好事故情况下的统一指挥,确保电网的安全稳定运行。

3.做好EMS等调度技术支持系统的设计与运行维护工作

在美加大停电事故中,两级调度机构的EMS系统故障,导致长时间未对电网状态估计进行刷新,也未对电网中重要线路的跳闸停运给出告警信息。当调度员发现问题时,主计算机系统故障无法运行,而备用系统由于长时间无法投运,延误了事故处理的宝贵时机。我国各电网调度机构的技术支持系统目前正处于更新换代阶段,首先要从设计阶段对新系统进行统一规划,从源头杜绝与美国电网EMS系统相似的重大漏洞。在投入运行后,要做好系统的日常维护工作,确保其正常运行。

4.强化调度运行人员日常培训,做好反事故演习工作,形成有效的电网应急处置机制

调度员业务水平较低,电网应急处置经验匮乏,调度机构管理不善,没有成熟的电网应急处置预案和机制,是美加大停电事故发生的重要原因之一。我国电网调度各级机构长期以来坚持的反事故演习制度,是调度员业务培训的重要内容,也是我国电网未发生大面积停电事故的主要原因之一,今后还应继续坚持,并进一步形成完善的应急处置机制,抓好落实工作,确保调度运行人员在面对电网事故时能够沉着应对、冷静处理。

5.加强继电保护和安全自动装置等二次设备管理,筑牢电网稳定运行第二三道防线

由于电网接线复杂,各小电网之间存在电磁环网,高电压等级的输电线路跳闸停运后,电网潮流重新分布,导致保护误判、误动,扩大了故障范围。而在电网电压急剧下降时,低压减载装置未能及时动作切除负荷,导致电压最终崩溃,酿成大停电事故。可以看出,保护和安全自动装置的设计与运行不力,是美加大停电事故从小故障发展到大事故的重要推手。我国电网主网架正处于从低电压等级向高电压等级过度的阶段,在一段时间内也会存在电磁环网现象;而且,由于一次能源分布不均,从电源到负荷中心往往形成一些重载断面,一旦发生事故,受端电压和频率将有较大跌幅。以上现象,都要求做好继电保护和低频低压减载装置等二次设备的管理与运行工作,为电网的安全稳定运行筑牢第二三道防线。

6.充实负荷中心的无功备用,加强厂网协调,保证事故情况下有充足的无功支撑

在美加大停电发展的初期,几条主力输电线路跳闸后,其他线路重载,对无功的消耗加大。负荷中心内由于无功备用容量不足,电压大幅跌落,在急需无功支援的关键时刻,各主力机组却由于自身保护参数整定问题,纷纷因低压而自动脱网,形成了一个恶性循环,最终导致了电压崩溃。在我国电网实际运行中,也曾出现过因发电厂涉网保护定值整定不当,机组在电网发生故障的情况下自动脱网的案例,说明在这方面的管理中尚存在不足之处,亟待加强。只有负荷中心无功容量充足、厂网协调机制运行良好,才能保证电网在事故情况下得到有力的无功支撑,为事故处理赢得宝贵时间。