“調(diào)度獨(dú)立”不影響電網(wǎng)安全可靠性
“調(diào)度獨(dú)立”是否會(huì)影響電力系統(tǒng)的安全可靠性?雖然目前存在一些爭論，但并未找到“調(diào)度獨(dú)立”影響電力系統(tǒng)安全可靠性的明確依據(jù)。因此，本文基于歐美兩次著名重大停電事故的過程進(jìn)行分析。
以2003年美加“8.14”大停電為例，美國東部時(shí)間2003年8月14日16:11，以北美五大湖為中心的地區(qū)發(fā)生大停電事故，包括美國東部的紐約、密歇根、俄亥俄、馬薩諸塞、康涅狄格、新澤西州北部和新英格蘭部分地區(qū)，以及加拿大的安大略等地區(qū)。這是北美有史以來最大規(guī)模的停電事故，至少有21座電廠停運(yùn)，其中包括位于美國4個(gè)州的9座核電廠，約5000萬人受到影響，紐約州80%供電中斷。
通過分析，了解到事故的主要原因?yàn)椋涸陔娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)方面，美國存在眾多獨(dú)立電網(wǎng)，輸電網(wǎng)縱橫交錯(cuò)，常見的輸電網(wǎng)電壓等級有765千伏、500千伏、345千伏、230千伏、161千伏、138千伏、115千伏，電網(wǎng)之間經(jīng)多級電壓和多點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，增加了電網(wǎng)保護(hù)和控制(包括解列)的難度;在電網(wǎng)設(shè)備方面，一些早期建設(shè)的線路及設(shè)備比較陳舊，由于電網(wǎng)投資回報(bào)率低，只有當(dāng)供電可靠性問題非常嚴(yán)重時(shí)電力公司才會(huì)考慮投資修建輸電線路，同時(shí)環(huán)保方面的限制也增加了輸電線路建設(shè)的難度，因此使高壓線路的功率輸送裕度減少，電網(wǎng)常工作在危險(xiǎn)區(qū)或邊緣區(qū);在電網(wǎng)調(diào)度方面，由于缺乏統(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，因此在事故中，無法做到對事故處理的統(tǒng)一指揮，此次事故從第一回線路跳開至系統(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)致了事故蔓延擴(kuò)大;在保護(hù)控制技術(shù)方面，美國電網(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，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;在經(jīng)濟(jì)性和安全性統(tǒng)籌考慮方面，美國社會(huì)以追求經(jīng)濟(jì)利益最大化為主要目標(biāo)，盡管也有保障電網(wǎng)安全的呼聲，但是比較微弱。
從“8.14”大停電事故原因分析可以看出，電力市場化改革對電力系統(tǒng)安全確實(shí)有一定影響，比如導(dǎo)致電網(wǎng)投資不足、廠網(wǎng)協(xié)調(diào)困難、過于追求經(jīng)濟(jì)性而忽視安全性等等，但和“調(diào)度獨(dú)立”沒有直接關(guān)系。在美國，電力公司要加入電力市場，就要先將調(diào)度權(quán)上交至ISO或RTO，打破電力公司的“各自為政”的調(diào)度方式，實(shí)現(xiàn)較大范圍的統(tǒng)一安全經(jīng)濟(jì)調(diào)度，加強(qiáng)電網(wǎng)集中化管理，在嚴(yán)格的強(qiáng)制性電網(wǎng)運(yùn)行可靠性標(biāo)準(zhǔn)下，對電力系統(tǒng)安全反而是有利的。
歐洲當(dāng)?shù)貢r(shí)間2006年11月4日22:10，歐洲電網(wǎng)發(fā)生一起大面積停電事故，事故中歐洲輸電協(xié)調(diào)聯(lián)盟(UCTE)電網(wǎng)解列為3個(gè)區(qū)域，各個(gè)區(qū)域發(fā)供電嚴(yán)重不平衡，相繼出現(xiàn)頻率低周或高周情況。事故影響范圍廣泛，波及法國和德國人口最密集的地區(qū)，以及比利時(shí)、意大利、西班牙、奧地利的多個(gè)重要城市，約1500萬用戶受到影響。這是歐洲30年來最嚴(yán)重的一次停電事故，也是繼2003年北美“8.14”大停電后又一次嚴(yán)重的大停電事故,引起了歐洲各國極大的震動(dòng)。
UCTE電網(wǎng)以400(380)千伏交流系統(tǒng)為主網(wǎng)架，220千伏及以上的輸電線路總長超過22萬公里，電網(wǎng)覆蓋歐洲23個(gè)國家，供電人口4.5億。該電網(wǎng)是世界上最大的跨國互聯(lián)電網(wǎng)，覆蓋國家面積普遍較小，工業(yè)高度發(fā)達(dá)，負(fù)荷密度大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)密集，安全穩(wěn)定問題并不突出。停電事故后續(xù)分析及處理報(bào)告確認(rèn)本次事故起源于德國西北部。德國E.ON電力公司是參與UCTE電網(wǎng)的輸電系統(tǒng)運(yùn)營商(TSO)，處于UCTE中的重要樞紐位置，對于電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行有著重要作用，有“歐洲電網(wǎng)的心臟”之稱。本次事故的直接原因就是E.ON電網(wǎng)的線路操作引起潮流大范圍轉(zhuǎn)移。法國RTE公司表示,德國電網(wǎng)失靈破壞了歐洲電網(wǎng)的平衡,西部電力輸入不足,導(dǎo)致法國電力嚴(yán)重不平衡。德國RWE公司說：“我們和很多歐洲國家電網(wǎng)有相互聯(lián)系,因此停電事故難以避免會(huì)對一些國家有嚴(yán)重影響。”本次大停電事故中相關(guān)TSO之間缺乏及時(shí)溝通造成安全隱患是事故的主要原因，在事故處理過程中，各TSO配合不夠順暢也在一定程度上延誤了事故處理。
如前所述，歐洲正在通過電力市場耦合來統(tǒng)一電力市場，由電力現(xiàn)貨交易所負(fù)責(zé)。統(tǒng)一電力市場的建設(shè)將有效解決各國TSO缺乏協(xié)調(diào)的問題，促使各國建立統(tǒng)一的電力市場監(jiān)管體制和調(diào)度運(yùn)行規(guī)程，有利于提高電力系統(tǒng)安全可靠性。
從以上事故原因分析可以看出，在電網(wǎng)所有權(quán)分散的情況下，只有將與現(xiàn)貨交易所相關(guān)的職能獨(dú)立于電網(wǎng)所有者才能建立統(tǒng)一的市場體系，進(jìn)而提高電網(wǎng)安全可靠性。而對于其他電網(wǎng)所有權(quán)單一的國家(如英國、新加坡等)，與現(xiàn)貨市場相關(guān)的調(diào)度職能均已與電網(wǎng)所有者分離，并未發(fā)現(xiàn)影響電網(wǎng)安全可靠性的證據(jù)。
評論