2003年美加电厂大停电事故

美加8.14大停电电力实09马剑2003年8月14日，美国中西部、东北部及加拿大安大略省遭受了大面积停电事件。

事故开始于美国东部时间16时左右，在美国部分地区，电力供应在4日后仍未恢复，而在全部电力供应恢复之前，安大略省部分地区的停电持续了一个多星期。

一、事件全过程1、事故的发展过程[1]：事件发生前，停电地区中西部正值高温天气，电网负荷很大。

潮流方向是从印第安纳州和俄亥俄州南部通过密歇根州和俄亥俄州北部向底特律地区送电，并通过底特律地区送往加拿大的安达略省。

14时左右,俄亥俄北部属FE电网公司的Eastlake5号机组（597MW）跳闸。

15时05分，俄亥俄南北联络断面上送克里夫兰的一条345千伏线路跳闸，其输送的功率转移到相邻的345kV线路（Hanna–Juniper）上。

15时32分，俄亥俄另一条南北联络线Ohio Hanna—Juniper345千伏线路因对树放电跳闸，这是因为上一事件引起该线路长时间过热并下垂，从而接触线下树木。

当时由于警报系统失灵没能及时报警并通知运行人员，15:32该线路因短路故障而跳闸，使得克利夫兰失去第二回电源线，系统电压降低。

[2] 15时41分，俄亥俄又有两条南北联络线相继跳闸，克里夫兰地区出现严重低电压。

16时06分，俄亥俄南北联络断面又有一条345千伏线路跳闸。

此时潮流反向从底特律地区向俄亥俄州北部送电。

16时09分，俄亥俄南北联络最后两条345千伏联络线跳闸。

俄亥俄州南北联络断面全部断开，潮流发生大范围转移，通过印第安纳州经密歇根州与底特律地区向俄亥俄州北部送电。

大约30-45秒后，因电压下降，密歇根州中部电网大约180万千瓦机组相继跳闸，密歇根州中部电网电压开始崩溃。

16时10分，底特律地区电压全面快速崩溃，在8秒钟之内约30条密歇根州和底特律间的联络线跳闸，潮流再次发生大范围转移，从俄亥俄州南部经宾西法尼亚、纽约州、安达略、底特律向克里夫兰送电。

18.14美加大停电
的经过和启示
内容摘要
1.基本情况
2.事故起始及发展过程
3.事故过程中的分析
4.事故原因初步分析
5.北美可靠性委员会采取措施细节
6.美加大停电的启示
1.基本情况
美国东部时间2003年8月14日16时11分（北京时间8月15日4时11分）开始，美国和加拿大东北部联合电网发生大面积停电事故。

美国发生事故的电网，总装机容量为6.59亿千瓦。

在事故发生的最初3分钟内，就有21个电厂停止运行。

此后共造成约100个发电厂，其中包括22个核电站被迫停止运行。

停电范围约240万平方公里，美国8个州约70万平方公里受影响的居民人数共计5千万，加拿大两省约170万平方公里的地区受影响人口达1000万。

1.
1.基本情况(续)
¾PJM互联电网：400万千瓦（宾州-新泽西-马里兰联合电力系统）
¾中西部ISO：1850万千瓦
¾魁北克水电：10万千瓦
¾安大略IMO：2100万千瓦
¾新英格兰ISO ：250万千瓦
¾纽约ISO：2440万千瓦
1.。

美加“8.14大停电”原因及分析北美电力可靠性委员会（NERC）对有关8.14大停电原因的报告以及有关方面的资料清晰地给出了此次事故的起因和发展过程，现简述如下。

从2003年8月14日下午美国东部时间（EDT，下述均为此时间）15时06分开始，美国俄亥俄州的主要电力公司第一能源公司（First Energy Corp.，以下简记为FE）的控制区内发生了一系列的突发事件。

这些事件的累计效应最终导致了大面积停电。

其影响范围包括美国的俄亥俄州、密执安州、宾夕法尼亚州、纽约州、佛蒙特州、马萨诸塞州、康涅狄格州、新泽西州和加拿大的安大略省、魁北克省，损失负荷达61.8 Gw，影响了近5千万人口的用电。

事故演变过程可分为如下几个阶段:（1）事故发生前的阶段。

图1中，各系统之间靠345kV和138kV线路构成一个交直流混联的巨大电网，其总体潮流为自南向北传送。

属于事故源头的第一能源(FE)系统因负荷高，受入大量有功，系统负荷约为12.635GW，受电约2.575GW(占总负荷的21%)，导致大量消耗无功。

尽管此时系统仍然处于正常的运行状态，但无功不足导致系统电压降低。

其中FE管辖的俄亥俄州的克力夫兰-阿克伦（Cleveland-Akron）地区为故障首发地点。

在事故前，供给该地区有功及无功的重要电源：机组戴维斯-贝斯机组（Davis-Besse）和东湖4号机（Eastlake4）已经停运。

在13∶31东湖5号机（Eastlake5）的停运，进一步耗尽了克力夫兰-阿克伦地区的无功功率，使该系统电压进一步降低。

（2）短路引起的线路开断阶段。

15∶05俄亥俄州的一条345kV（Chamberlin-Harding）输电线路在触树短路后跳闸（线路开断前潮流仅为正常裕量的43.5%），致使由南部向克力夫兰-阿克伦地区送电的另外3条345kV线路（Hanna-Juniper、Star-South Canton和Sammis-Star，如图2所示）的负荷加重（其中Hanna-Juniper线路上增加的负荷最多，同时向该地区送电的138kV线路的潮流也随之增加，如图3所示。

美国东部时间2003年8月14日下午约4时20分开始，美国东北部和加拿大部分地区发生大面积停电。

初步调查显示，停电是由于纽约一家发电厂遭雷击起火所致，美国官方已否认这与恐怖活动有关。

目前，部分地区已开始恢复供电。

这次历史上最大规模的停电波及美国的很多城市，加拿大安大略省的部分城市也受到影响。

停电影响了地铁、电梯以及机场的正常运营，在一些地方造成了交通拥堵，给成千上万市民的工作和生活造成了极大不便。

新华社记者在纽约街头看到，城市交通已基本瘫痪，街上人头攒动，车流和人流都在艰难地缓慢移动，但人们都显得比较平静，没有出现恐慌。

由于停电使收款机无法使用，绝大部分商店都关门停业。

记者在街边接连询问了几家仍在营业的小商店，被告知电池、蜡烛等应急物品都已脱销。

在付费电话前，人们排成了长队，因为大部分手机因为停电而无法接通。

新泽西州北部、佛蒙特州的部分地方和康涅狄格州也发生了停电事故。

停电发生后，美国关闭了俄亥俄州和纽约州等4个州的7座核电站，医院、监狱等不少机构纷纷启用备用电源应急。

加拿大总理府官员14日说，当天美国东北部和加拿大的大面积停电是因闪电击中美国纽约州北部一家电厂引起火灾造成的。

纽约州和新泽西州都因停电宣布进入紧急状态。

纽约市市长布隆伯格说，没有迹象表明这是一起恐怖袭击事件。

“或许这是一起自然事故导致电力系统的中断”。

美联邦调查局、国土安全部和纽约警方一致认为，没有证据表明这次大面积停电是恐怖分子发动的袭击，也没有证据表明这是一起犯罪案件。

联邦调查局发言人比尔·卡特说：“目前我们还没有任何东西表明这起事故具有犯罪性质或是一起恐怖行动。

”纽约市警察局的一位发言人说：“我们现在更关心的是如何使路灯亮起来，使城市恢复正常，而不是事故的原因。

”美国总统布什14日晚（北京时间15日早上）在圣地亚哥发表讲话说，受停电影响的市民的生活可能马上恢复正常，但政府“正在逐步、有效地处理这一全国性问题”。

美国上一次大规模停电发生在1996年8月。

美加8.14⼤停电“初步分析与各⽅评论“美加8.14⼤停电初步分析”美国东部夏令时间（EDT）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，根北美电⼒可靠性协会（NERC）统计，此次停电事故累计损失负荷 61800MW，超过5000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300亿美国/d，事故区域在16⽇11：00（即事故发⽣后的42h49min）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NERC的NPCC（东北电⼒协调委员会）分区，MAAC（⼤西洋中区委员会）分区和ECAR（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 MWNERC 2002年夏季装机电⽹损失分区最⼤负荷容量负荷MAAC 52570 64000 PJM电⽹（宾西法尼亚州、新泽西州）4200ECAR 96330 122990 中西部电⽹Midwcst ISO（俄亥俄州，密歇根州、威斯康星州）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）1300010020000NPCC 101150 133460 新英格兰电⽹（台萨诸塞州和康涅狄格州）纽约电⽹（纽约州）2500 22000合计损失负荷618001.1停电事故发⽣的过程综合北美电⼒右靠性协会（NERC）、美联社和美国电⼒公司（AEP）、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FirstEnergy的E5号680MW燃煤机组退出运⾏；15.06 ～15:32，向克⾥夫兰供电的两条输电线路（Chamberlin-Harding345KV输电线和Hanna-Juniper345KV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FirstEmergy和美国电⼒公司（AEP）的两条输电线路（Star-South Canton345KV输电线路和Tidd-Canton Control 345KV输电线）跳闸；16：06向北部俄亥俄电⽹供电的1条输电线（Sammis-Star 345KV 输电线）跳闸，FirstEnergy向密歇根ITC电⽹拉电200MW，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；16：09，连接俄亥俄南北电⽹的两条联络线（Galion-Mushingum River-Ohio Central 345KV线路）East Lima-Fostoria Cenrtal 345KV 线路跳闸，俄亥俄南北电⽹解列，FirstEnergy(北⽹)向密歇根ITC 电⽹拉电2200MW，IPC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1800MW的电⼚Kinder-Mor-gan和MCV在15s 内相继停运；16：10，密歇根ITC电⽹电压崩溃，在8s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电码歇根拉电，潮流达到2800MW，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，AEP电⽹和PJM电⽹分别阻⽌了停电向印第安纳、PJM南部发展。