全球大停电的经验教训_G_ntherBeck
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莫斯科大停电反思其他报告标题:大停电事件给我们的启示简介:最近发生在莫斯科的大停电事件引发了广泛关注和讨论。
作为一次突发事件,它使我们不得不重新反思和审视电力供应系统的可靠性和安全性。
然而,我们也可以从中汲取其他方面的启示,促使我们在其他报告的领域做出改进和提升。
1. 城市基础设施的韧性:大停电事件表明,城市基础设施的韧性是至关重要的。
不仅电力供应系统,其他关键基础设施,如供水、交通和通信等,也必须具备足够的韧性,以应对突发事件的发生。
我们应当关注这些领域,确保其在面临类似情况时能够正常运营。
2. 突发事件应急响应:大停电事件暴露了应急响应的重要性。
在面临突发事件时,快速、高效的应急响应可以减少损失并确保安全。
因此,我们需要加强应急响应机制的建设,并进行定期的演练和培训,以应对各种突发状况。
3. 借鉴国际经验:大停电事件是一个提醒,我们需要借鉴国际经验,学习其他国家在电力供应和城市基础设施方面的成功案例。
通过对比和学习,我们可以找到适合自己的解决方案,提升我国的电力供应系统和相关基础设施的可靠性和安全性。
4. 提升科学技术水平:大停电事件展示了科学技术在解决问题方面的重要性。
我们应当加大科研和创新的投入,提升我国在电力供应和其他领域的科学技术水平。
通过引进和研发新技术,我们可以增强系统的自动化程度,降低人为错误的发生率,并提高系统的可靠性。
结论:大停电事件是一个警示,提醒我们在各个报告领域都需要保持警觉,并不断进行改进和提升。
我们应当加强基础设施的韧性,强化应急响应机制,借鉴国际经验,并加大科研和创新力度,以提升我国在各个领域的可靠性和安全性。
近年来国内外大停电事故原因分析及启示近年来全球发生了多起大停电事故,2011年2月巴西发生大停电事故,2012年7月30日、31日印度相继发生大停电事故.本文介绍了这些电网大停电事故过程,分析其原因,结合中国电网实际,从网架结构、电力系统三道防线等方面提出应当吸取的经验教训。
一、巴西电网大停电事故概述2011年2月4日00:20左右,巴西发生大面积停电,始于伯南布哥州的Luiz Gonzaga变电站,由于该变电站内保护装置中电子元件的故障触发安全系统自动关闭,断开了变电站所连6条高压线路,引起了快速、连锁的大面积停电。
1.1 事故前东北部电网运行方式。
巴西电网分为6大区域电网,西北电网尚未与其他区域互联,东北部电网为本次停电事故发生区域。
事故前东北部电网通过4回500kV线路与北部电网互联,通过1回500kV线路与中西部电网互联。
事故前东北部电网负荷8 883MW,接受区外来电3 237MW,占区域负荷的36.4%.事故发生前一天下午,线路因紧急检修停运。
该线路的检修停运,消弱了Paulo Afonso区域水电北送能力。
1.2 事故发生过程。
巴西大停电事故是由继电保护装置导致的暂态功角失稳事故,整个事故过程大致可划分为以下5个阶段。
(1)起始阶段。
事故当日00:08,Luiz Gonzaga变电站Luiz Gonzaga-Sobradinho 1号线路故障,保护装置需要跳开与母线之间的2个边开关。
但由于保护装置中1块板卡异常,误认为Luiz Gonzaga-Sobradinho 1号线路与1号母线之间开关失灵,1号母线跳闸。
此时系统的结构改变不大,仍保持稳定状态,没有损失负荷。
00:20:40之前,Luiz Gonzaga变电站运行人员进行Luiz Gonzaga-Sobradinho1号线路合闸操作,在合Luiz Gonzaga-Sobradinho 1号线与2号母线之间开关时,同样因保护板卡异常,失灵保护动作使2号母线跳闸。
美加大停电及加州电力危机的深层教训2511203077崔荣坤本文介绍了2003年8月14日美国东北部和加拿大部分地区发生大面积停电。
这次历史上最大规模的停电波及美国纽约等许多城市,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,在一些地方造成交通拥堵,影响了5000万人口的正常生活,损失达300亿美元。
他反映出许多共性的教训是深刻而沉重的【关键词】电力危机停电深层分析如果没有加州电力危机,如果没有美加大停电,我们很有可能对某些问题的认识还统一不起来,并为此支付学费。
我们必须改革和发展电力工业,我们希望少走弯路,少付点学费。
2003年8月14日美国东北部和加拿大部分地区发生大面积停电。
这次历史上最大规模的停电波及美国纽约等许多城市,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,在一些地方造成交通拥堵,影响了5000万人口的正常生活,损失达300亿美元。
美国从20世纪60年代以来,大停电至少有6次,其中5次都是美加大停电。
1965年11月9日发生的美国纽约市、加拿大安大略省等地的大停电,影响了3000万个用户,持续时间13个小时;1977年7月13日纽约市大停电,影响了900万人口,持续时间达26小时;1996年7月2日美国加利福尼亚等西部与加拿大艾伯特等地的大停电,影响200万人口,持续时间从几分钟到几个小时;1996年8月10日几乎与上次停电同样的地方,影响人口750万,持续时间长达9小时;1998年6月25日美国明尼苏达州等地和加拿大的安大略等地又发生大停电,影响15.2万人,持续19小时。
除了这些大停电事故外,还有为数众多的事故和故障,美国能源部在2000年曾对以上各次停电事故和故障作过研究,提出了不少有见地的措施,但都没有能够阻止停电事故的发生。
联系美国加州电力危机,它反映出许多共性的教训是深刻而沉重的。
一、对加州电力危机教训的深层分析1. 经过近年来的反思和调查研究,发现加州所发生的电力危机不是偶然的,而是许多因素集合促成的,这些因素有:(1)电力需求预测严重偏低,发输电设施没有增长,造成严重缺电。
英国8.9大停电事故学习以及应吸取的教训摘要:2019年8月9日,英国发生大规模停电事故,约有100万人受到停电影响影响。
本文简要介绍了英国电网的基本情况,并分析了本次大停电原因,提出了本次事故的经验教训。
关键词:英国电网;电力事故1英国电网概况英国总面积24.41万平方公里,电力系统总装机容量为9800万千瓦。
按地理分布可划为三大系统:英格兰—威尔士系统、苏格兰系统、北爱尔兰系统。
其中,苏格兰系统与英格兰—威尔士系统通过交流互联,构成交流同步电网;北爱尔兰系统与英格兰—威尔士系统通过直流异步联网。
英格兰—威尔士系统通过4回直流与法国、荷兰、爱尔兰、比利时互联。
近5年来,风力发电与太阳能发电在英国电力结构中的比例快速攀升,而燃煤发电比例逐年下降,火电从45%下降至8%左右,燃机恢复到45%以上,新能源从0增长到20%左右。
2“8.9”大停电事故过程(1)16:52:33.490时,雷击导致线路短路并跳闸。
因出现雷击,线路发生单相接地短路故障,74ms后故障被清除。
系统中检测到相移超过6度,相角差保护启动导致分布式电源脱网15万千瓦脱网。
(2)16:52:33.728-16:52:33.835时,霍恩海上风电场出力意外下降。
在线路单相短路接地故障发生后238ms后,霍恩海上风电场电压、无功的持续振荡,电压降低,电流增大,过流保护动作,73.7万千瓦机组脱网。
(3)16:52:34 时,小巴福德一台蒸汽机意外跳闸,原因是3个转速量测信号不一致,损失功率24.4万千瓦。
此时由于系统频率变化率大于新能源频率变化率保护启动阈值,因此又有约35万千瓦分布式电源脱网。
(4)16:53:31 时,小巴福德燃气电站的一台燃气轮机因前面蒸汽机跳闸后,蒸汽压力过大而自动跳闸,而此时所有的频率响应措施都已启动完毕,系统频率再次下降。
(5)小巴福德电站第一台燃气机停机之后,系统频率再次下降。
频率跌落至49赫兹,此时分布式电源低频保护动作,20万千瓦分布式电源脱网。
2003年世界上几起大停电事件的经验、教训和启示
蓝毓俊
【期刊名称】《供用电》
【年(卷),期】2005(022)001
【摘要】在现代化的城市中,电能与人类生活,社会活动和经济发展之间相互紧密结合的程度,已经是其他能源不可比拟的,因此电力已成为现代社会物质文明和精神文明的重要支柱,是我国全面建设小康社会的重要物质基础。
安全、可靠的电力供应是社会稳定的重要因素之一,事实证明大面积的停电必将引起社会极大的动荡和经济上的重大损失。
【总页数】4页(P14-17)
【作者】蓝毓俊
【作者单位】上海市电力公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM72
【相关文献】
1.2003年世界上几起大停电事件的经验教训和启示 [J], 蓝毓俊
2.国家电网公司党组(扩大)会议专题研究印度大停电事件汲取教训 [J],
3.从几起特大森林火灾中应吸取的经验教训 [J], 赵生;石萱;吴占杰
4.几起重大海船稳性事故给我们的经验教训 [J], 邱锡昌
5.记取新闻史上的几起经验教训 [J], 王林[1]
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近年来国内外大停电事故原因分析及启示【摘要】近年来,国内外大停电事故频发,给社会经济带来重大影响。
停电事故的原因主要包括设备老化和维护不及时、天气因素导致停电、人为操作失误以及缺乏有效的应急预案和响应能力。
为了避免类似事故的发生,我们应该加强设备的维护和更新,强化天气预警和防范意识,加强人员培训和操作规范。
这些启示将有助于提高停电事故的预防和处理能力,保障社会的正常运转和经济稳定发展。
【关键词】停电事故、设备老化、维护不及时、天气因素、人为操作失误、应急预案、应急响应能力、社会经济影响、设备维护更新、天气预警、防范意识、人员培训、操作规范、启示。
1. 引言1.1 近年来国内外大停电事故的频发近年来,国内外大停电事故频发,给社会经济造成了严重影响。
停电不仅会造成生产停摆、交通瘫痪等直接损失,还会引发连锁反应,影响整个社会秩序和生活节奏。
据统计,全球每年因停电造成的经济损失高达数十亿美元,而且停电事件的频率和范围也在逐渐扩大。
从国内看,近年来中国各地频繁发生大规模停电事件,严重影响社会正常运转。
而国外,像是美国、印度等国家也不时发生大范围停电事故,给当地民众带来极大的困扰和损失。
大停电事故的频发不仅暴露了电力系统存在的问题,也提醒我们加强电力安全管理,防范和减少停电事故的发生。
1.2 停电事故对社会经济造成的影响停电事故对社会经济造成的影响是非常严重的。
停电会导致各行业生产活动受到影响,工厂无法正常运作,商店无法正常营业,影响经济发展和市场稳定。
停电会影响人们的生活质量,影响交通、医疗、通讯等基础设施的正常运行,给人们的生活带来诸多不便。
更甚者,停电还会导致数据丢失、设备损坏等后果,给企业和个人带来经济损失。
停电事故对社会经济的影响不容忽视,必须引起我们高度重视和警惕。
为了减少停电事故对社会经济的影响,我们需要深入分析停电事故的原因,并采取有效的预防和救济措施,保障社会经济的稳定发展。
2. 正文2.1 停电事故原因分析停电事故是由于多种因素共同作用而导致的突发事件,在近年来国内外频频发生。
8.14美加大停电事故原因分析及启示第一篇:8.14美加大停电事故原因分析及启示8.14美加大停电事故原因分析及启示美加大停电事故原因作初步分析(1)电网结构方面北美电网包括三个独立电网①东部互联电网,包括美国东部的地区和加拿大从萨斯喀彻温省向东延伸至沿海省份的地区②西部互联电网,包括美国西部的地区不含阿拉斯加州和加拿大阿尔伯达省、不列颠哥伦比亚省以及墨西哥的一小部分③相对较小的德克萨斯州电网。
这三个互联系统在电气上相互独立,通过少数几条输送容量较小的直流联络线相连。
这次发生大面积停电事故在东部地区。
被认为造成大停电的主要导火线是包括底特律、多伦多和克利夫兰地区的Erie 湖大环网,沿该环网流动的潮流经常无任何预警地发生转向,造成下方城市负荷加重。
此次系统潮流突然发生转向时,控制室的调度员面对这一情况束手无策。
(2)电网设备方面美国高压主干电网至少已有四五十年的历史,一些早期建设的线路及设备比较陈旧,而更新设备又需要大量资金投入。
投资电网建设的资金回报周期长、回报率低。
例如在20世纪90年代,投资发电厂资金回报率常常在12%~15%,而投资输电线路只有8%左右。
因此,只有当供电可靠性问题非常严重,或是供电要求迫切时,电力公司才会考虑投资修建输电线路。
另外,环保方面的限制也增加了输电线路建设的难度。
(3)电网调度方面由于没有统一调度的机制,各地区电网之间缺乏及时有效的信息交换,因此在事故发展过程中,无法做到对事故处理的统一指挥,导致了事故蔓延扩大。
国际电网公司(ITC)追踪到大停电以前1h 5min 的数据,认为如果能够早一点得到系统发生事故的一些异常信号,就可能及时采取应急措施,制止大停电事故的发生。
(4)保护控制技术方面美国电网结构复杂,容易造成运行潮流相互窜动,增加了电网保护、控制以及解列的难度。
这次停电事件中,在事故发生初期FE与AEP公司的多条联络线跳闸(有些在紧急额定容量以下),对事故扩大起到推波助澜的作用。
图2欧洲电力系统(2004年)Fig.2Europeanpowersystems(2004)收稿日期:2007-07-20作者简介:GüntherBeck,男,德国人,博士,从事电力系统故障及稳定分析研究。
目前在西欧,400kV为最高电压等级,而在亚洲大部分国家的最高等级为550kV,美洲最高水平为550kV和765kV。
在前苏联和日本都建造过1150kV的试验线路。
然而,近十几年来,电力系统的性能随网络规模和复杂性的增加而有所降低,这涉及到负荷潮流、功率振荡和电压质量问题。
图2示出西欧系统(UCTE)的瓶颈问题[1]。
由于电力市场改革、放松管制,造成不符合现有网络配置的合同潮流越来越多,更加重了瓶颈问题。
22003年大停电事件回顾和分析图3显示出大规模停电几率远高于数学建模计算值,特别是在导致停电的相关值非常大时。
造成这种结果的主要原因有:(1)系统(保护及控制系统)太过复杂;(2)不能正确测试系统;(3)缺乏维护;(4)培训不足;(5)人为失误。
2.1北美发生的大停电事件北美大停电事件开始于2003年8月14日,大约中午时分。
当时发现无功功率和电压问题,但这些并不是大停电的主要原因。
图4示出2002年对该输电系统的研究结果[2]。
由此可以看出,系统负荷潮流未很好地符合设计标准(见图4所示红色“热线”)。
该图右上方所示为存在“巨大”环流且后来发生大停电事件的区域。
图1交流输电电压等级的发展Fig.1DevelopmentofACtransmission第40卷中国电力国外电力在大停电达到更大规模(1.8GW)之前,是有充裕的时间(1.5h)采取补救措施的。
但操作人员之间缺乏沟通和信息交换,导致事件继续发展。
服务器计算机停机是事件的原因之一,致使运行人员根本没有意识到系统即将面临的风险,未及时采取断开系统或负荷跳闸等措施。
图5示出约1min后的系统情况。
魁北克在这次级联事件中“幸存”的主要原因很显然是由于魁北克与受影响区域的主要连接为直流连线,这些直流连线就像一个防止级联事件发生的防火墙,可以在适当的时间和节点上断开系统。
事后也是通过直流连线注入功率,协助美国系统恢复。
图6、7示出该级联事件过程中系统动态情况。
大量线路中断,功率和频率发生波动(事实上波动巨大)。
总计共损失62GW客户负荷,7个州约5000万人供电中断。
不过,50GW负荷在16h内被重新接通。
图7说明较大的频率偏差必定导致发电机跳闸。
然而,若从电网周边部分馈入高压直流,或采用FACTS装置,可以避免这种级联事件发生。
美加大停电事件的主要原因可归纳如下:(1)电网投资短缺(由于放松管制,造成资产所有者成本压力大),导致输电瓶颈效应恶化;(2)操作人员之间缺乏沟通;(3)级联事件中缺乏对输电系统和发电厂的运行监管(规则、电网规程等);(4)在系统保护、能量管理系统(EMS)和需求侧管理(DSM)方面存在薄弱环节。
停电特别调查工作组最终报告的结论中还提到了以下几方面的欠缺:(1)未保留足够的无功功率支持;(2)未确保运行处于安全限值内;(3)职务管理不到位;(4)操作人员培训不足;(5)未识别出紧急情况,且未向相邻系统告知情况;(6)在大电力系统上区域范围的可观测性不足。
此外,在3T(树—工具—培训)方面的问题是:(1)导线接触到树木;(2)未有效显示出电力系统状态,并缺乏对系统状态的判断力;(3)未有效沟通;(4)缺乏紧急情况识别和反应方面的培训。
该调研报告在系统改善和消除瓶颈效应方面的建议是:(1)增加静态和动态无功功率供应;(2)改善继电器保护方案并进行协调;(3)进行在线监控和实时安全评估;(4)增加备用容量。
图8示出如何通过现代化数字保护继电器避免Sammis-Star系统图3大停电的可能性Fig.3Highprobabilityofblackout图42002年研究结果与2003年真实大停电情景的比较Fig.4Comparisonofstudyresults2002withtherealblackout2003scenario图5系统约1min后的情况Fig.5Systemconditionabout1minlater图6系统事故导致设备累计出力变化及负荷损失Fig.6Cumulativecapacitiesoflines,transformersandgenerators图7系统事故时纽约的频率记录Fig.7FrequencyrecordingsfromNewYorkGüntherBeck等:全球大停电的经验教训第10期国外电力跳闸。
图9所示为利用无功(采用FACTS)和有功功率注入(采用HVDC输电)来避免电压崩溃的示例。
2.2欧洲的大停电事件在美加大停电事故发生后不久,2003年8月28日,英国伦敦市一座变电站的变压器发出瓦斯误报警,导致变压器停止运行。
在此过程中,相邻电缆段由于保护继电器设定错误而跳闸,致使一部分区域发生停电(见图10阴影部分)。
约1个月后,在丹麦—瑞典的同步区域内也发生了大停电,原因是变电站施工误操作和大风使变电站断电和双母线故障。
在这之后,其他电厂也发生了停电,这在电力系统中确实很少发生。
同步区域中的大部分地区停电半天(见图11),甚至影响到哥本哈根的议会大厦。
紧接着9月28日,意大利也发生了大停电事件。
此事件事实上是一次巨大的大停电事件,类似于美加大停电事件(见图12)。
意大利的大停电是由瑞士侧线路跳闸引起的。
由于相角差太大(约60°,导致同步检查装置闭锁),使线路在故障后无法重新连接。
在第2条线路跳闸20min后,与意大利相连的所有线路均因过载而很快跳闸(见图12)。
在此过程中,意大利侧频率在2.5min内下降240mHz,全国陷入大停电,这是因为意大利操作人员甩负荷不足,且通常从邻国引入的电力过高。
例如,从周六晚至周日,计划输入电量为6.4GW,这是当时消费总量(27GW)的24%,而实际的电力输入量更高,为6.7GW。
表1概括了意大利大停电的原因及应采取的对策。
电力市场改革、放松管制的一个主要后果就是目前的系统输电分布更加广泛,且波动幅度大于系统规划者的最初设计。
系统元件的负荷达到其限值,存在放宽n-1可靠性标准的风险。
2.3系统停电的成本和后果表2示出欧电联特别任务调查组最终报告中总结的欧洲大停电造成的经济损失。
3消除输电瓶颈效应3.1同步系统规模分析理论上,如果采用可控和固定串联补偿,输电系统可长达6000km。
然而,图8采用新技术避免系统停电Fig.8Avoidanceofoutagesthroughnewtechnologies图9采用具有快速无功和有功注入功能的电子装置来避免电压崩溃Fig.9Avoidanceofvoltagecollapsebymeansofpowerelectronicswithfastreactiveandactivepowerinjection图10英国2003年8月的停电事件Fig.10CausesandeventsoftheoutageinGreatBritain,Aug.2003图11丹麦—瑞典2003年9月大停电Fig.11TheblackoutinDenmark-Sweden,Sept.20031—12:30核电站(NPP)1200MW中断2—12:35双母线故障3—2个NPP1800MW中断第40卷中国电力国外电力压且输电线路上有足够的阻尼作用,也存在较大的稳定性制约问题(见图13)。
图14示出交流长距离输电和超大型互联电力系统所受到的主要限制。
图的右侧是,根据系统规即成本)与获得的效益(如广域电力交易、备用容量共享等)的比较。
可以看出,最好的解决方案是具有最佳成本性能比的“中型”电网。
3.2系统互联解决方案有3种基本的电力系统互联方案:(1)同步联网(交流解决方案);(2)利用高压直流输电系统进行异步联网(直流解决方案:背靠背式高压直流输电;利用直流线路进行长距高压直流输电);(3)混合异步联网(混合解决方案)。
表1意大利大停电的根本原因和UCTE2003年10月27日中期报告中的行动计划Tab.1SummaryofrootcausesforItalianblackoutandactionplanofUCTEInterimReport10-27-2003Tab.2Costsofblackouts图13长距离交流输电极限Fig.13LimitsoflongdistanceACtransmission图14同步系统最佳规模分析Fig.14Optimalsizeofasynchronoussystem图12意大利2003年9月28日大停电Fig.12BlackoutinItaly,Sept.28th2003GüntherBeck等:全球大停电的经验教训第10期国外电力采用直流接线的好处是,可以很容易地进行分段,在系统事故时稳定系统。
而若采用交流连线,鉴于稳定性的原因,交流连线必须从一开始就很强大(多线并联),即使电力交换需求明显小于输电线路容量总和。
由于电能需求日益提高,交、直流混合输电对于快速增长的电网是最好的解决方案,例如巴西的伊泰普到圣保罗输电系统。
混合解决方案提供特定的控制功能,使并联交流连线稳定,阻尼跨区域振荡和进行电压控制。
图15所示为针对长距离点对点输电情况,交、直流混合方案与交流同步互联方案的比较。
图15b)为利用串联补偿来提高长交流线路的输电容量。
采用可控串联补偿(通常结合一些固定串联补偿)的长距离交流输电,可实现有效稳定性功能,类似于直流或交、直流混合解决方案。
3.3利用高压直流输电和FACTS消除输电瓶颈图16所示为通过高压直流输电和灵活交流输电系统(FACTS)(其参照系统为图4所示的北美系统)加强输电系统的基本思路。
根据电网结构,有4种基本方案:(1)通过阻抗变化(采用串联补偿或FACTS)实现负荷位移;(2)利用高压直流输电系统(或利用FACTS并结合串联和并联控制器)实现潮流控制;(3)注入无功/有功功率(利用高压直流系统或FACTS,参见图9);(4)新增电厂造成短路水平超过允许值,通过FACTS或高压直流输电可以降低系统的短路容量。
采用FACTS进行无功功率补偿,可影响到系统阻抗和电压。
在线路中安装固定串补(FSC)或可控串联电容器(TCSC),可降低或调制其阻抗X,使电压稳定在恒定值,阻尼振荡。
输电线路的相角可受电网潮流控制器(GPFC)的控制(如采用背靠背式高压直流输电系统)。
这些方法的基本工作原理如图17和图18所示。
图18显示,高压直流输电很适用于短路电流限制(故障电流闭锁)。
此外,在级联事件发生期间,它还像一个“自动”防火墙,在故障期间快速断开系统,并在故障后立即重新启动潮流(交流连线需要时间进行重新同步化,在大型系统互连中,可能需要若干小时)。