近年国内外大停电事故及其简要分析.pdf

1、近年国内外大停电近年国内外大停电事故及其简要分析事故及其简要分析 摘要：摘要：对电力系统近 10 年发生的数 10 起主要大停电事故分别进行简要回顾，并分析其中部分的经过和造成停电事故的原因。根据罗列总结这些大停电事故，进一步总结将造成大停电的主要直接原因和共性原因，并结合中国电网结构特点，提出了为防止大停电事故发生而应当作出的改进措施建议，以及其他相关预防性措施建议。关键词：大面积停电；电网安全；电力系统；1、引言引言 近年来，全世界范围内的电网发生了许多大停电事故。2003 年 8 月 14 日，美国东北部、中西部和加拿大东部联合电网发生大停电，引起了全世界的震惊。随后，英国、马来西亚、丹

2、麦、瑞典、意大利、中国和俄罗斯等国又相继发生了较大面积的停电事故。这些大停电事故给社会和经济带来了巨大的损失。在认真回顾今年来这些大停电事件的时候，可以看到各种原因的大停电将造成的后果，能中汲取经验和教训，进一步反思我国电网目前存在的一些问题，这对构建我国大电网安全防御体系，保障电网的安全稳定运行具有极其重要的意义。2、主要大停电事故回顾主要大停电事故回顾 以下将分述近年来主要大停电事故的事故概况，以及官方给出的造成事故的原因分析。2.1.美加美加 8.14 大面积停电事件大面积停电事件（1）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

3、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。（2）简要经过和原因分析 a)第一能源公司(FE)的 3 条输电线路由于离树枝太近，短路跳闸，这是大停电的最初原因;b)当时 FE 公司控制室的报警系统未正常工作，而控制室内的运行人员也未注意到这一点，即他们没有发现输电线路跳闸;c)由于 FE 公司的监控设备

4、没有报警，控制人员就未采取相应的措施，如减负荷等，致使故障扩大化，最终失去控制;d)正是由于 FE 公司根本未意识到出现问题，也就没有通告相邻的电力公司和可靠性协调机构，否则也可协助解决问题;e)此时，MISO 作为该地区(包括 FE)的输电协调机构，也出现问题;f)MISO 的系统分析工具在 8 月 14 日下午未能有效地工作，导致 MISO 没有及早注意到 FE 公司的问题并采取措施;g)MISO 用过时的数据支持系统的实时监测，结果未能检测出 FE 公司的事态发展，也未采取缓解措施;h)MISO 缺乏有效的工具确定是哪条输电线路断路器动作及其严重性，否则MISO 的运行人员可以根据这些信

5、息更早地意识到事故的严重性;i)MISO 和 PJM 互联机构(控制宾夕法尼亚、马里兰和新泽西等地)在其交界处对突发事件各自采取的对策缺乏联合协调措施;j)总体而言，这次大停电是诸多因素所致，包括通信设施差、人为错误、机械故障、运行人员培训不够及软件误差等。从复杂的计算机模拟系统到简单的输电走廊树枝修剪，都未予以足够的重视。2.2.伦敦大停电事件伦敦大停电事件（1）2003 年8 月28 日下午英国伦敦经历了16 年来第1 次大停电。英国国家电网公司所属的伦敦南部电力传输系统出现故障，导致该系统从18:20 至18:57 电力供应中断。停电影响了EDF 能源公司的410000 个用户，事故主要

6、发生在伦敦南部地区，东至Bexley，西至Kingston，北至Bankside，南至Beckenham，停电共损失负荷724MW，约为当时整个伦敦负荷的20%。（2）英国国家电网公司在事故后迅速进行了调查，故障出现的原因是在 2001年更换老设备时安装了一个不正确的保护继电器，致使自动保护设备被误启动，而切除 Hurst 变电所的变压器不是造成本次事件的直接原因，它使伦敦电力供应量瞬间减少了五分之一。由于电力缺额过大造成了这次大停电。2.3.北欧大停电事件北欧大停电事件（1）2003 年 9 月 23 日北欧电网中的瑞典中部和南部电网及丹麦的东部电网发生大面积停电，停电区包括瑞典首都斯德哥尔

7、摩，重要城市马尔及丹麦首都哥本哈根。瑞典东部奥斯卡斯汉姆核电厂 3 号机（1 135 MW）及西部林哈尔斯核电厂 3 号机（920 MW）及 4 号机（885 MW）停运。（2）瑞典方面报道，停电的主要原因是被暴风雪压倒刮断的树木破坏了供电线路，随之进一步引起跳闸停电事件的发生。2.4.意大利全国大停电事件意大利全国大停电事件（1）2003 年 9 月 28 日凌晨 330 意大利发生全国大停电，受停电影响的居民达 5 400 万人（约占全国人口的 93%）。停电数小时后北部城市米兰等首先恢复供电，继之首都罗马在当天中午开始有电。南部地区到 29 日才恢复供电。（2）这次事故的直接原因是从法国

8、通往意大利的两条 400kv 高压电线因暴雨中断。但是在短暂的电力中断之后，意大利方面未能及时连通法、意之间的电力电缆法国，引起这 2 条 400 kV 线路相继跳闸，导致意大利有功出力不足，引起一连串的停电事件。2.5.莫斯科大停电事件莫斯科大停电事件（1）2005 年 5 月 23 13 晚 19：57 起，俄罗斯莫斯科地区电网发生一系列故障，到 5 月 25 13 11：00 左右，莫斯科市大部分地区及附近 25 个城市发生大面积停电事故，莫斯科电网共断开了 321 座变电站，除最先停电的 500 kV 恰吉诺变电站外，还包括 16 座 220 kV 变电站，201 座 110 kV 变

9、电站，104 座 35 kV 变电站。直接损失负荷达 3 5395 MW，近 400 万人的生活受到影响，造成了 1520 亿美元的直接经济损失。（2）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 110 kV 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。2.6.印尼大停电事件印尼大

10、停电事件（1）2005 年 8 月 18 日上午，印尼发生了包括首都雅加达在内的大面积停电事故印度尼西亚境内 8 月 18 日发生大面积停电，首都雅加达也彻底断电，总共波及近 1 亿人口，接近总人口的一半。城市交通、铁路及航班也受到严重影响。（2）造成大停电的原因，主要是爪哇岛和巴厘岛的电力输电网发生故障，连带影响到雅加达等地区的供电，导致供电系统出现问题。2.7.中国中国海南大停电事件海南大停电事件（1）2005 年 9 月 26 日清晨 1 时左右，第 18 号台风“达维”对海南电力设施造成了严重破坏，引发了部分电厂连续跳机解列，最终系统全部瓦解，导致了罕见的全省范围大停电。海南“9.26

11、”大停电“有两个明显的特点，一是停电波及面广，电厂全部解列，停电范围涉及全岛;二是从正常状态到全同崩溃时间较短，仅 4min 左右电网全黑。（2）分析认为，电网设计水平偏低、孤立运行、设备老化严重、大机小网和弱联系的电网结构是海南“9.26”大停电的主要原因。2.8.西欧大停电事件西欧大停电事件（1）欧洲当地时间 2006 年 11 月 4 日 22:10(北京时间 2006 年 11 月 5 日5:10)，欧洲电网发生一起大面积停电事故，事故中欧洲 UCTE 电网解列为 3 个区域，各个区域发供电严重不平衡，相继出现频率低周或高周情况。事故影响范围广泛，波及法国和德国人口最密集的地区以及比利

12、时、意大利、西班牙、奥地利的多个重要城市，大多数地区在半小时内恢复供电，最严重的地区停电达 1.5 h。整个事故损失负荷高达 16.72 GW，约 1500 万用户受到影响。（2）事件的起因是:德国最大的能源公司E.ON 电网公司为了让迈尔(Meyerwerft)造船厂新的“挪威珍珠”号轮船通过埃姆斯(Ems)河驶入北海，断开了河上从 Conneforde 到 Diele 的 380 kV 双回线路。经协商，于 11 月 4 日21:38 进行开断操作，22:10:13，Landesbergen 到 Wehrendorf 的线路由于过负荷保护跳闸。随之发生的一系列连锁跳闸，导致欧洲输电协调联盟

13、(UCTE)电网解列为 3 块，并大量切机切负荷。2.9.中国南方冰冻灾害中国南方冰冻灾害大停电大停电（1）2008 年 1 月 10 日至 2 月 2 日，我国南方地区先后出现 4 次大范围低温雨雪冰冻天气，遭遇了 50 年一遇的冰雪灾害，使电网安全运行经历前所未有的严峻考验。由于暴雪、冻雨导致河南、湖南、湖北、江西、安徽、浙江、福建等地输变电线路出现大范围的断线倒塔事故，造成大范围大面积停电限电，包括重要交通枢纽及设施等的供电中断，严重影响了电网安全运行。甚至部分地区电网瓦解，江西赣州电网进入了孤网运行、湖南郴州断电断水十多天。随即引发交通运输、物资调运、市场供应等方面的连锁反应，人民生活

14、一度陷入了困境。据报道，全国范围电网此次因灾停运电力线路共 37 606 条，因灾停运的变电站共 2 027 座，110500 kV 线路因灾倒塔共 8 165 基。（2）电力设施对极端气候灾害防范的设计标准不够，在冰冻严重灾害到来的时候，重电源、轻电网的弊端暴露是造成这次南方冰冻灾害大停电的主要原因。2.10.巴西大停电事件巴西大停电事件（1）2009-11-10T22:13，巴西全国范围内发生大面积停电，损失负荷24.436GW，约占巴西全部负荷的 40%，受影响人口约 5000 万，约占巴西总人口的 26%，是近年来世界上影响较大的大停电事故之一（2）巴西电网大停电属于故障连锁反应造成的

15、大面积停电：雷电和暴风雨使依泰普水电站输电系统的圣保罗受端变电站变压器短路接地，使 2 条输电线同时断开，在几秒钟内第三条输电线跳开，形成故障连锁反应，造成南部东南部互联电网 15 条输电线路跳闸断开，引起依泰普水电站全部运行机组与电网解列，造成主要是南部东南部互联电网大面积停电。依泰普水电站运行机组解列，同时造成巴拉圭电网大停电。2.11.智利智利大停电事件大停电事件（1）2011年9月25日晚8点30分左右，智利发生2个多小时的大停电，包括首都圣地亚哥在内的大多数地区漆黑一片，全国1600万人口中有近千万人受到2个多小时的影响。由于通讯信号系统中断，在外的人们无法使用手机同家人取得联系。断

16、电期间，首都圣地亚哥一家商场发生骚乱事件，警方为此加强了街头巡逻。（2）根据已掌握的情况，大面积停电或因一个变电站故障引起，中央电力互联系统出现的问题很可能由“输电线路振动”导致碰线引起的。政府正在就断电事件的确切原因展开调查，以确定出现问题的具体发电或送电环节。3、事故主要原因总结及应对措施事故主要原因总结及应对措施 3.1.造成停电主要原因造成停电主要原因 电力系统大面积停电的原因有直接的、间接的、表面的、深层的、设备的、人类等多方面，而且往往是多种因素的重叠所致。（1）直接原因）直接原因 酷暑引起电力急增，如意大利停电；输电线事故引起并波及、扩大（如美国、加拿大的最大停电）；变压器警报故障引起输电线中断（如英国的停电）；酷暑季节引起高负荷运行中心火电站停机（如中国上海）；核电站停机引发后续事故和电压被破坏（如丹麦、瑞典）；国际连线的连锁中断引起国内供电不足（如意大利）。上述原因只是表面上的，深层次地探讨则涉及到电力工业市场化、自由化并导致输电网络趋于公共载流化。由于许多市场参与者相互之间复杂的交易而导致电力流通领域的扭曲和畸变，进而陷入混乱并导致过负荷状态的多发事故。（2）共性原