强化电网安全 保障可靠供电——美、加8·14停电事件给我们的启示

第6版(国民经济)
专栏：

强化电网安全 保障可靠供电
——美、加8·14停电事件给我们的启示
国家电网公司总经理 赵希正
　　编者按：电网安全事关国家安全、社会稳定和生产生活的正常进行，需要高度重视。8月14日发生的美、加停电事件，世人关注。我们要吸取这次停电事件的教训，认真研究加强我国电力系统安全问题，完善应急处理机制，确保电力生产和输配的安全。
　　一、美、加停电事件反映的主要问题
　　美国东部时间8月14日16时11分（北京时间8月15日4时11分），美国东北部和加拿大联合电网发生大面积停电事故。这是一起由电网局部故障，扩大到电网稳定破坏，电压崩溃，最后造成电网瓦解，引起大面积停电的严重恶性事故。从8·14停电事件本身来看，反映了北美在电网规划、建设、调度和管理等方面存在一些突出问题。
　　电网缺乏科学统一的规划，没有形成合理的网架结构。造成电网电压等级多，网络结构复杂，电磁环网交错，事故时很难实施有效的控制和解列措施。
　　电网建设滞后，网络输送能力不足。美国过于强调市场机制的作用，特别是控制销售电价，放开上网电价，使得电网的利润水平下降，投资回报率低，投资商对电网建设失去兴趣，影响了电网的发展。由于电网建设滞后，线路负载过重，一旦有异常情况，容易引起连锁反应，导致大面积停电事故。
　　电网管理缺乏有效协调机制，运行时难以统一调度，事故时难以统一指挥。美国电力市场各主体为了局部经济利益，容易忽视电网安全，忽视电力生产的客观规律。在事故时，常常出现优先考虑局部利益，而置全局利益于不顾的情况，结果导致事故扩大。另外，这次事故从局部发生，一个多小时没能及时处理，而扩展成电网瓦解，又经过长达29小时后才得以恢复，表明美国电网事故时的应急处理机制也不健全。
　　电网继电保护和安全自动装置的协调性差，没能阻止事故扩大。由于电网不能统一调度和管理，美国电网的二次系统无法统一配置和整定，在这次事故中，没能根据事故状况，及时、有效地消除故障影响，导致事故扩大。
　　各电网公司为了降低成本，对高压输电线路未进行正常的维护。美国电网曾因未及时清理输电线路通道内的树木而引发事故，这个问题在1996年西部大停电事故中已经暴露，今年又再一次成为事故的导火索。
　　北美电网存在的这些问题，值得我们认真对照和反思。
　　二、我国电网安全管理现状及美、加停电事件的启示
　　在电网安全管理上，我国一直坚持做好六个方面的工作：一是统一安排电力系统运行方式，合理安排系统备用容量和检修。
　　二是统一电网运行标准，按照《电力系统安全稳定导则》的要求，制定统一的电网稳定运行规定，全网统一进行系统安全稳定分析和校核。
　　三是统一配置和整定电网继电保护装置和安全稳定控制装置，对继电保护进行了普遍更新，采用了当前国际上先进的微机保护，大大提高了正确动作率，能够实现正确、可靠动作，及时隔离故障，防止事故扩大。
　　四是建立统一、可靠的专用通信和调度自动化系统，保证通信畅通，并采用逐级采集、传递信息方式，使运行信息能够准确、可靠、快速地传递。
　　五是统一进行事故处理，服从调度命令，缩短事故处理时间。预先通过组织联合反事故演习以及制定电网“黑启动”方案等措施，不断提高调度人员和生产一线人员应付电网突发事故的能力。
　　六是坚持安全生产责任制考核，积极探索新技术和新的管理方式，不断提高安全管理的科学性，建立和完善了保障电网安全的“三道防线”。
　　由于坚持了电网的统一规划、统一调度以及事故情况下的统一指挥，严格执行《电力系统安全稳定导则》，并且得到各级政府、发电企业和用户的大力支持与配合，发扬团结治网的精神，保证了电网安全，多年来未发生稳定破坏事故和大面积停电事故。
　　实际上，我国电网结构比较薄弱，加上装机容量不足，供电紧张，负荷高峰时段电力系统往往处于零备用运行，电网安全受到极大威胁。我国电网主要存在八个方面的问题：
　　一是电网建设长期滞后，近年来国家虽然加大了电网建设投入，实施了城乡电网改造等工程，但由于用电增长快，电网建设仍满足不了需要。
　　二是我国处于全国联网的初期，联网要经过一个由弱联系到强联系的过程，交流弱联系统的安全稳定问题十分突出，在某些运行方式下存在诱发低频振荡的可能性。
　　三是电磁环网问题影响输电能力的充分发挥。由于部分电网500千伏网架薄弱，为保证电网可靠性，被迫采用500千伏与220千伏电磁环网运行，使输电断面的稳定水平降低。
　　四是电网无功补偿容量不足，且没有实现分层分区平衡，影响电压质量，导致部分电网电压波动幅度大。
　　五是负荷中心的电源支撑不足，受端电网的有功和无功均显不足，影响电网的安全运行。
　　六是二次系统存在安全隐患。由于我国电网一次系统较为薄弱，相应要强化二次系统，才能保证电网安全。因此，电网安全对二次系统可靠性的要求较高，且依赖性较强，二次系统一旦出现问题，容易造成电网事故。
　　七是电网安全运行受到外力破坏的威胁。据统计，城市中70％的输电设备故障是由于外力破坏造成的。
　　八是部分装备质量不高，在一定程度上影响电网的安全、可靠、高效和灵活运行。
　　在厂网分开的新形势下，电网安全还面临一些新的问题。首先，厂网分开后，电网缺乏保证电网安全的有力调控手段，在网络结构薄弱和部分新投产机组运行不稳定的情况下，一旦大机组故障跳闸等冲击或出现网厂不协调问题，容易引发大的电网事故。其次，在实施西电东送、南北互供、全国联网战略过程中，电网必然要经历一个由弱联系到强联系的过程，按目前的电网结构，实施华北与华中联网后，互联电网的稳定问题比较突出。第三，电网运行的外部环境不佳，经常遭受外力等破坏，严重威胁电网安全。在这种新形势下，类似美、加电网事故造成区域性的大停电在我国不是不可能发生的。
　　因此，要客观地分析我国电网的状况，切实采取加快发展和加强管理的双重措施，发扬团结治网的优良传统和作风，以保证电网安全稳定运行为基础和前提，尽快建立和健全适应新体制的保证电网安全的制度和法规，积极稳妥推进改革，尽力防止这类事故发生，避免给国民经济和人民生活造成重大损失。这既是发电企业、电网企业和电力用户的共同职责，也是对电力企业职业道德的基本要求。同时，我们还要积极争取国家有关部门和各级地方政府的支持，共同担负保障电网安全的责任，维护公共安全。
　　结合我们的工作，美、加停电事件给我们四点启示。
　　启示一：电网和电源必须统一规划，适度超前建设，这是保证电网安全的前提。只有统一规划，才能优化电源布局，优化电网结构，做到电源与电网相协调，送端和受端相协调，有功和无功相协调；只有统一规划，才能做到输电网与配电网协调发展，二次系统与一次系统同步发展、协调动作；只有统一规划，才能使区域电网之间、省级电网之间以及省级电网与区域电网之间相互协调。长期以来，我国一直注重电网和电源的统一规划，在电网结构薄弱的情况下，对于保证电网安全发挥了重要作用。
　　启示二：厂网分开后，电网必须实行统一调度，各方协调配合，才能提高防御事故的能力。历次电网事故都证明，在事故处理和恢复过程中，统一调度、统一指挥和协调配合非常重要，包括统一安排“黑启动”电源恢复方式和与其他互联电网的配合等，任何指挥和技术措施配合上的不协调，都会造成事故扩大，延缓恢复的时间。
　　启示三：要加快建立和完善重大电网事故的应急处理机制。电网是涉及公共安全的基础设施，关系公众利益，必须从国家安全的角度，重视电网安全问题。国家要统筹考虑，建立健全电网重大事故的应急处理机制，保证公共安全。
　　启示四：局部利益要服从全局利益。当电网的安全性和经济性发生矛盾时，要以保护国家和广大人民群众的根本利益为重，把保证电网安全放在第一位。尤其在事故发生时，要顾全大局，按照电网的统一调度和指挥，严格执行调度运行方案及反事故预案，采取有效措施，维护电网安全稳定运行，避免事故扩大。
　　三、加快电力发展，强化电网安全，保障可靠供电
　　有备才能无患。我们应吸取美、加停电事件的教训，认真研究电力系统安全问题，完善应急处理机制，确保电力生产和输配的安全。采取有效措施，加快发展，强化管理，确保电网安全稳定经济运行。
　　（一）坚持以发展为第一要务，加快电网发展，适度超前建设电网
根据预测，到2005年，全国装机将达到4.3亿千瓦左右，2010年需要6亿千瓦以上，2020年需要9亿千瓦以上。为满足需求，在国民经济中保持电力适度超前发展十分必要。
　　要适度超前建设电源，保证必要的系统备用容量。优化电源结构，尽快在能源基地启动一批大型电源项目。同时在负荷中心建设一批满足用电需求及保证电网安全必要的电源点。要提高发电设备供应能力，拓展设备供应渠道。
　　要适度超前建设电网，使其具有足够的输配电能力，保证电力送得出、落得下、用得上。今后一个时期，超高压电网建设的重点是西电东送、南北互供、全国联网工程和受端电网工程。随着山东与华北联网和华中与西北直流背靠背联网工程的实施，2005年将初步形成全国范围的互联电网，系统装机容量超过3.7亿千瓦。“十一五”期间，继续加强和完善区域主干网架和各省受端网架建设，促进省级电网、区域电网和全国联合电网同步发展。
　　当前，要进一步加强区域电网网架和大区间联网建设。除在建工程外，还要特别重视华东电网的江苏、安徽第三和第二条过（长）江通道及浙江沿海第二回500千伏输电工程、东北电网的第三通道工程、川渝电网的成都500千伏环网及二滩送出加强工程等建设。在大区联网方面，要做好三峡向华北京津唐电网送电、西北向华北送电、西北—川渝联网直流输电线路的前期准备工作，并进一步优化华中与华北联网，加快山东与华北联网，尽快形成比较坚强的全国联网主干网架。各区域内部的骨干网架也应尽快形成，为建立区域电力市场奠定物质基础。
　　为保证电网适度超前建设，必须尽快建立合理的电价形成机制，使电网企业在国家监管下取得合理的利润，具备自我发展能力，使电网建设具有吸引社会投资的能力。
　　（二）坚持统一规划，保证电力协调发展
在电力发展中必须坚持统一规划，切实做好“十一五”发展规划和2020年远景目标规划，包括统一规划电源和电网，统一规划全国电网、区域电网、省级电网和城乡配电网，统一规划一次系统和二次系统，统一规划送端电网和受端电网，统一规划有功和无功等。这是由电力发展客观规律所决定的，也是电力发展应长期遵循的一条基本原则。在电网发展中，要加强输配电网的统一规划和管理。
　　（三）加快电力立法，为安全生产提供法律保证
厂网分开后，要尽快建立一系列新的规章制度，完善电力法律法规体系，以保证电网安全。维护电网安全稳定运行，不仅是电网企业的重要职责，也是所有并网发电企业、电力用户的共同要求和职责。在新修订的《电力法》中，应对各市场主体保证电网安全的职责作出明确的法律规定。特别是事故应急处理方面，要有明确的职责和相应的法律条款。
　　（四）坚持市场经济普遍规律与电力工业特殊规律相结合，积极推进电力市场体系建设，为电网安全稳定运行创造良好的市场环境条件
在电力市场在建设过程中，要充分考虑电网的安全稳定运行问题，这是电力生产特殊规律的客观要求。在厂网分开初期，为保证电网安全运行，应按照先立后破的原则，在政府的主导下，加快制定电力市场竞价规则和有关监管规则。在制定厂网分开、竞价上网规则时，一定要把确保电网安全放在首位。同时，要用市场经济的办法，解决系统备用、调峰、调频、调压等保证电网安全必需的辅助服务问题。国家级电力市场、区域电力市场和省级电力市场的定位要准确，责权要明晰，功能要协调。国家电网公司负责运作国家级电力市场，区域电网公司负责运作区域电力市场，省级电网公司负责运作省级电力市场。发电企业和电力用户在享受电力市场服务的同时，要遵守市场规则，自觉维护市场秩序。
　　（五）坚持行之有效的电网安全管理模式，进一步强化安全生产管理，提高电网的安全可靠性
一要坚持“安全第一、预防为主”的方针。把防止电网瓦解破坏和大面积停电放在反事故措施的首位。要根据具体情况不断调整和完善《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》。
　　二要坚持电网的统一调度和统一管理。应赋予电网统一调度的法律权威，严格执行相关法律法规，统一安排电网运行方式。为确保电网安全，并网电厂必须服从电网统一调度，同时，电网也应拥有必要的调峰、调频电源。并网电厂中涉及电网运行安全的继电保护、通信、自动化及安全自动装置、无功调节及发电励磁系统、一次调频功能以及其他一次、二次系统设备等，都要纳入电网的统一规划和运行管理。按照电网稳定控制要求，全网统一部署“三道防线”，以保证正常情况下系统的安全稳定运行和事故时能够及时正确地切除故障，防止事故扩大。
　　在厂网分开、竞价上网的条件下，要按照市场竞价规则，根据合同或协议要求，实行“三公”调度，建立和维护公平、公开、公正的市场竞争新秩序，促进公平竞争，降低成本，提高效率，改善服务，保障各市场主体的合法利益。
　　在事故情况下，要赋予电网调度处理突发事件的紧急处理权，坚持安全第一，统一指挥事故处理，严格执行事故应急处理预案，采取切机、切负荷等措施，确保系统安全稳定运行。
　　三要坚持电网与电厂及用户的安全管理协调。保证电网安全稳定运行不仅是电网企业的职责，也是发电企业和用户共同的职责。厂网分开后，网厂协调机制正在逐步建立。在保证电网安全运行的同时，电网要积极创造条件，有计划地合理安排发电设备检修，减少非计划停运率和事故率。要争取用户的理解、支持与配合。并网电厂和电力用户也要对电网安全承担相应的责任。电厂和电力用户发生的重大事故要及时向电网报告。用户侧低频、低压自动减负荷必须做到容量足、分布合理。要科学地引导用户在高峰负荷时段合理避峰和错峰用电。为保证正常的工作联系和沟通，可由电网企业牵头，定期召开由电网企业、发电企业和重点用户共同参加的电力安全生产协调会。
　　（六）深入研究电力系统安全问题，尽快建立和完善重大电网事故应急处理机制
电力应急机制的建立要由国家有关部门牵头，统筹考虑电网、发电、用电和社会等各个环节，保证应急机制的协调运行和快速反应。要充分利用信息化手段，尽快建立和完善电网安全预警监测体系。要加强对公众的应急教育，自觉维护紧急情况下正常的社会秩序。
　　（七）加大电力设施保护力度，营造良好电网运行环境
长期以来，特别是最近，电力设施遭受外力破坏的情况不断发生，严重威胁电网安全稳定运行。应加大对破坏和盗窃电力设施犯罪行为的打击力度，为电网安全稳定运行创造良好环境。
　　美、加停电事件警示我们，保证电网安全关系重大，必须始终放在电力各项工作的首位，任何时候都不能有丝毫松懈。我们将在党中央、国务院的正确领导下，牢牢把握安全生产这个关键，以发展为第一要务，发扬团结治网的精神，与各电力企业密切配合，扎实工作，确保电网安全，保障可靠供电，为全面建设小康社会作出新的、更大的贡献。
链接
我国电网大停电事故情况
　　1.浙江1972年7月20日电网瓦解事故，损失负荷35万千瓦（占事故前全网负荷的71.5％），经济损失约200万元。
　　2.湖北1972年7月27日大面积停电事故，造成武汉、黄石、黄冈地区全部停电，经济损失2400余万元。
　　3.安徽1980年7月27日大面积停电事故，造成合肥以南及皖南大部分地区停电20—30分钟，经济损失60万元。
　　4.华中1982年8月7日电网稳定破坏事故，造成湖北地区大面积停电，武钢、冶钢等重要用户严重受损，部分设备损坏，10小时后恢复正常。
　　5.贵州1989年8月4日大面积停电事故，造成北部电网和清镇、贵阳、水城、都匀等电厂与主网解列，损失负荷47.4万千瓦，损失电量14.6万千瓦时。
　　6.广东1990年9月20日大面积停电事故，造成广东北部电网与主网解列，北部电网频率崩溃，韶关、清远、肇庆三市全部停电，韶关、广州、南水、长湖四厂失去厂用电。事故历时3小时02分，损失负荷80万千瓦，损失电量177.1万千瓦时。
　　7.新疆1993年3月14日大面积停电事故，造成系统瓦解事故，系统解列成三片运行。
　　8.海南1993年4月24日大面积停电事故，造成海南全网瓦解，烧毁高压开关柜6面，波及16面；损失电量137万千瓦时。
　　9.宁夏1995年9月9日大面积停电事故，损失负荷42万千瓦。
　　10.西北1997年2月27日大面积停电事故，造成西安东部、咸阳、渭南地区大面积停电，商洛地区全部停电。
　　1965年11月9日，7个州和加拿大两个省停电12分钟，影响3000万人。
　　1977年7月13日，纽约的900万人在黑暗中生活了25个小时，原因是闪电击中了电线。
　　1986年5月19日，纽约停电12小时，影响了四个街区。
　　1996年8月11日，西部9个州停电，影响400万人，一些地区停电时间长达10个小时。
　　1997年10月23日，旧金山南部的25万人停电90分钟以上。
　　1998年12月8日，旧金山半岛地区49平方公里停电，94万人在7小时后才重新得到电。
　　1999年7月6日，三天创纪录的高温使纽约停电19个小时。