美加“”大停电介绍以及启示共48页文档

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1.1.基本情况(续)1.1.基本情况(续)2.事故起始及发展过程¾正常情况下，潮流从南部和东部注入俄亥俄州北部和密执根州东部¾由于一条线路因灌木丛火灾而跳闸，俄亥俄州北部和东部系统隔离¾由于一条线路因过负荷而跳闸，俄亥俄州北部和密执根州东部均和南部系统隔离¾潮流走向变为逆时针倒转，从宾夕法尼亚州经过纽约州、安大略省、注入密执根州，从而向俄亥俄北部和密执根东部供电¾正如当天所发生的那样，因为纽约州内部电力需求相对较小，大量功率从纽约州输出到安大略省¾历史上，纽约州常常需要输入电能¾纽约州和安大略省解列¾由于纽约州和安大略省解列，大量潮流无处可去，突然触发了纽约州大停机¾东部互联电网解列¾大面积停电事故发展过程图示线路跳开通道断开发电机切机事件序号12:05:44 –1:31:34 PM 发电机切机1)12:05:44 –Conesville＃5 (额定值375 MW)2)1:14:04 –Greenwood ＃1 (额定值785 MW)3)1:31:34 –Eastlake ＃5 (额定值597 MW)12:05:44 –1:31:34 PM 发电机切机Conesville电厂位于俄亥俄州中央；Greenwood 电厂位于底特律北部，Greenwood ＃1机组在1:14:04 跳开，1:57恢复运行；Eastlake＃5机组位于俄亥俄州北部Erie湖南岸，与345 kV系统相连。

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。

• 西部电网包括 西部、加拿大的两个省以及墨西哥北部地区，区内是WECC（西 部电力协调委员会）协作区。
• 得克萨斯联合电力系统包括ERCOT（德克萨斯电力可靠性委员 会）协作区。
• 三大联合电力网非同步运行，相互之间通过背靠背直流系统联 络。
• “8.14”大停电主要发生在北美大联合电力系统，其是世界上 最大的联合系统，到2007年总装机容量超过13亿kw，覆盖 、 加拿大和墨西哥的一部分，由4个同步电网组成：东部电网、 西部电网、德克萨斯电网和魁北克电网。
电网由于 条件和发展 不同（以私营为主），其电压 标准很不一样： （1）东部输电网500、230、138、69、26kv，配电网13和4kv； （2）中部输电网765、345、138、79、34kv，配电网12和4kv； （3）德克萨斯输电网345、138、69、25kv； （4）765kv的特高压（UHV）输电线是 的最高电压等级； （5）直流输电多为400和450kv，少部分采用500kv；
• 东部联合电力系统是目前世界装机容量最大的同步电网，包括 的东部、中部和加拿大的五个省，分为ECAR（东中部可靠委员 会）、MAAC（大西洋中区委员会）、MAPP（ 中部电力库） 、NPCC（东北电力协调委员会） 、SERC（东南部可靠委员会 ）、 SPP（西南联合电力系统）六个协作区，覆盖的地理面积约为5 20万km2，1999年总装机容量达到65851万kw，其中 部分的230kV电压以上的输电线路长达万公里。
图24 Sammis-Star 345kv线路跳闸后潮流分布
（5）第五阶段：系统的崩溃的扩展和停止
FE Sammis-Star线路跳闸，触发了345kv高压系统的崩 溃（“雪崩阶段”）。
16：08：59，Galion-Ohio Central-Muskingum 345kv线 路接地故障跳闸，随后16：09：06，East Lima-Fostoria 345kv由于大电流和极低的电压引起距离继电器3段跳闸，导致 从宾夕法尼亚洲和纽约通过安大略至密歇根的系统振荡，从16： 09：08至16：10：27，一些机组跳闸，共损失容量937MW。

大停电事故及其教训
主讲人：王大亮（国网长春供电公司）
美加8.14大面积停电事件 ：
美国东部时间（EDT）2003年8月14日下午16点11
分，以北美五大湖为中心的地区发生大面积停电 事故，包括美国东部的纽约、密歇根、俄亥俄、 马萨诸塞、康涅狄格、新泽西州北部和新英格兰 部分地区以及加拿大的安大略等地区。这是北美 有史以来最大规模的停电事故。停电涉及美国整 个东部电网，事故中至少有21 座电厂停运，停电 持续时间为29h，损失负荷61800MW。约5000万人 受到影响，地域约24000平方千米，其中纽约州 80%供电中断。
莫斯科大停电事件 ：
事故的直接原因是气温高，用电负荷大幅增长，
线路过负荷跳闸引起连锁反应，线路相继跳闸， 导致大面积停电。前一天运行40多年的变电站电 流互感器爆炸起火，造成220 kV线路停运，负荷 改110kV线路带是过载的直接原因。而设备运行维 护不当造成电流互感器爆炸是事故发生的导火索。 引起事故的恰吉诺变电站建于1963年，设备均已 老化。且电网处于超负荷运行状态，运行人员也 未引起注意，缺乏严格的操作规程约束及协调手 段。
大停电事故的启示：
任意坚强的网络都存在较薄弱的运行方式和 严重的运行状态； 跟踪运行方式和适应运行状态的实时控制系 统是不可缺或的； 分散安装、独立动作的自动装置可能保护电 网，也可能切跨电网； 电网主网架结构的不安全，是大停电事故的 直接原因； 电网的无序解列、开断造成了恢复的困难。

可吸取的教训： 元件的故障或扰动，在局部系统内部采取措施来 消除影响，不使其扩散到局部系统外； 区域系统之间输电断面上的故障，切除故障元件 后尽量保持输电断面的完整性； 反应元件运行异常的保护应与系统的安全自动装 置协调动作，保证网络连接的强壮性，尽量满足 输电能力与输电需求的平衡，切不可独立、无序 乱动； 互联系统失稳后，应按功率尽可能平衡的原则有 序解列，避免大面积停电，并有利快速恢复。