國外2起重要停電事故分析及啟示

靳曉凌，代賢忠，張 鈞

（國網能源研究院，北京 102209）

國外2起重要停電事故分析及啟示

靳曉凌，代賢忠，張 鈞

（國網能源研究院，北京 102209）

針對近年來國際上產生較大影響的大停電事故次數呈上升趨勢的情況，主要介紹了土耳其3·31大停電事故和華盛頓4·7停電事故的基本情況，分析了事故中存在的技術問題、管理問題和機制問題，并給出了對我國電網企業安全管理的啟示。

供電安全；停電事故；事故分析；電網風險

0　引言

2015年，土耳其、美國先后發生大面積和重要機構停電事故。土耳其的停電事故導致其全國81個省市中的80個省市電力中斷，7 000萬民眾受到影響。美國首都華盛頓及周邊地區的停電事故導致美國白宮、國會、國務院等聯邦政府機構出現短時電力中斷。這2起停電事故對所在國的生產生活和公眾形象均造成了重大影響。

1　事故基本情況

1.1土耳其大停電事故

土耳其橫跨歐亞大陸，是連接歐洲大陸和地中海以南國家的橋梁，在眾多環地中海國家中扮演著關鍵角色。

當地時間2015-03-31T10：36，土耳其發生大規模停電，其全國81個省市中的80個省市出現電力中斷情況，僅有靠伊朗送電的東部城市凡城（Van）未受影響。停電導致土耳其首都安卡拉（Ankara）和最大城市伊斯坦布爾（Istanbul）等多地的市政交通、航班、地鐵和居民生活受到影響，這是自1999年馬爾馬拉地震以來最為嚴重的停電事故。停電2 h后安卡拉和伊斯坦布爾恢復了15 %的電力。當天下午，伊斯坦布爾恢復80 %的電力，安卡拉到伊斯坦布爾的高鐵也恢復運營。至當天20：40，土耳其才全部恢復供電。

本次事故后，歐洲電網積極幫助土耳其恢復供電，與歐洲電網相連的色雷斯（Th race）最先恢復供電。2015年4月，土耳其與歐洲輸電網運營商聯盟（ENTSO-E）的5年電網互聯試點項目圓滿完成，正式簽訂了土耳其與歐洲大陸電網永久連接的長期協議。

1.2華盛頓停電事故

2015-04-07T13：00左右，美國華盛頓特區和鄰近的馬里蘭州南部的大部分地區發生停電事故，華盛頓8 000用戶和馬里蘭州20 000用戶停電，白宮、國會、國務院等聯邦政府機構以及華盛頓市內交通受到波及。白宮、國會大廈在停電數秒內啟動了備用電源供電，但美國國務院辦公大樓備用電源未能立即投運，導致停電數分鐘，直接影響國務院每日新聞發布會的正常召開。14：15，白宮切入正常供電系統。14：30，供電全部恢復。

2　土耳其大停電事故原因分析

土耳其能源部長表示，該次停電事故與技術問題和管理不善有直接關系。

整個停電事故過程如圖1所示。2015-03-31T01：00，土耳其第三大城市伊茲密爾（Izm ir）某電廠A由于技術故障停止運行（事件1），損失電力供應2 000 MW。由于正處晚間負荷低谷期，靠其他機組增加出力填補了缺額，系統維持正常運行。當日10：02，哈塔伊省（Hatay）的阿特拉斯（A tlas）火電廠由于技術故障停止運行（事件2），損失電力供應1 200 MW。上述2個電廠停運造成的功率缺額將近事故發生時整個系統負荷（33 000 MW）的10 %。為了支援功率缺額，土耳其最大的水電站阿塔圖爾克（A taturk）水電站（裝機2 400 MW）緊急增加出力（事件3）。潮流調整造成西部向東部送電的輸電線路過載，造成庫庫羅瓦（Cukurova）地區，包括梅爾辛（Mersin），阿達納（Adana），奧斯曼尼耶（Osmaniye）和哈塔伊（Hatay）4個省配電系統停運（事件4），進而導致伊茲密爾地區其他發電廠跳閘（事件5）。3月31日10：44，東南部的迪季萊（Dicle）水電站也停止運行，損失電力供應110 MW。

圖1　土耳其停電事故過程示意

上述功率缺額造成土耳其電網的異常波動，為了預防事故蔓延波及歐盟國家，歐洲輸電聯盟將土耳其電網解列（事件6）。這進一步破壞了已經很脆弱的土耳其電網的穩定性，使其陷入孤立無援的狀態（只有凡城靠伊朗的電力支援未停電），短時間內土耳其東西輸電通道上的7條輸電線路全部斷開（事件7），東、西部電網解列，最終導致了大面積停電事故。

電廠技術故障是造成土耳其大停電事故的導火索，管理不善是導致事故范圍擴大的主要原因。事故發生時，幾個城市的輸電線路同時安排檢修，在網架不完整的狀態下長時間運行，造成運行可靠性及輸電能力降低，人為增加了電網運行風險。對于土耳其電力系統而言，管理機制不完善是導致其發展落后、電力系統風險管控能力不足的重要原因。目前，土耳其只有1家國有發電公司，發電量占全國總發電量的30 %左右，其余70 %左右的發電量都由私營電站提供。私營電站由于對電價不滿，拒絕出售電力，進一步造成電力短缺。

土耳其電力工程師協會主席埃姆雷表示，長期以來，私營電站一直希望提高電價，但都遭到政府拒絕。2006年土耳其愛琴海沿岸地區，就曾發生過因私營電站不滿電價而突然拉閘導致大規模停電的事件。

3　華盛頓停電事故原因分析

該停電事故是由位于馬里蘭州南部、距離華盛頓40英里（1英里=1.609 344 km）處的雷賽維爾（Ryceville）變電站設備故障引起的。事故過程如圖2所示。該站內陶瓷絕緣子脫落，碰到230 kV輸電線路，引起短路造成該站全停，事故擴大導致相連的翰威特路（Hew itt Road）變電站、摩根敦（Morgantow n）變電站和Chalk Point變電站停電，與Morgantow n變電站和Chalk Point變電站相連的2個電廠無法送出電力。這2個電廠裝機容量分別為1 288 MW和2 647 MW，占馬里蘭州全部裝機容量的30 %，上述故障導致華盛頓地區負荷中心電壓顯著下降。

引發此次事故的電網由PEPCO公司負責運營。由于該公司建設投入不足、設備老化，近年來已發生多起停電事故。根據華盛頓公共服務委員會的統計，2010年PEPCO公司1.2 %的客戶經歷過停電，平均持續時間196 m in；2013年0.88 %的客戶經歷過停電，平均持續時間124 m in。

圖2　華盛頓停電故障示意

根據美國電力市場的定價原則，高可靠性供電電價約為基本電價的3倍，由供電公司提供備用回路供電。部分用戶不愿承擔高額的備用電使用價格，選擇主動停電。PEPCO公司數據表明，事故發生當日，一些用戶自動投入備用供電系統，未發生停電；另有129處沒有切入備用供電系統，因此發生主動停電，受影響用戶2 179戶。

因簡單的設備故障引發2個主力電源同時失去，而導致白宮等重要用戶供電得不到保障。這反映出該地區配網結構不完善、變電站接線不合理、網架不夠堅強、抵御電網事故能力不足的問題。

4　事故教訓和啟示

（1） 亟需探索新形勢下電力健康發展和安全保障機制。一些國家電力安全供應面臨責任主體增多、管理難度加大等諸多新問題，相關監管政策適應性也亟需完善。

（2） 電力市場要以安全經濟雙趨優為原則。美國電力市場以經濟為導向，對安全性要求下降，造成電網建設投入不足、設備老化，運行可靠性不高。我國電力市場化改革實施過程中應堅持安全經濟雙趨優的原則，把握好經濟性和安全性的平衡。

（3） 合理的電網結構是提高電網安全性的根本途徑。美國華盛頓停電事故中，由于配電網結構和變電站接線設計的不合理，造成本地主力電源同時失去，無法為所在電網提供支撐，就地平衡亦不能彌補電網結構的脆弱性，造成區域性停電。

（4） 加強重要用戶供電安全管理。一是重要電力用戶應按照規范要求合理配置供電電源和自備應急電源，做好設備日常維護，定期開展設備隱患排查和治理，確保自備電源處于良好狀態，遇有突發停電能夠及時投入；二是加強電網應急搶修隊伍建設，配置應急發電車和應急發電機等必要裝備，提高應對處置電力突發事件能力，保障安全可靠供電。

（5） 高度重視檢修等非全網架方式下的電網安全。我國正處在電網建設高峰期，設備檢修、技改、線路搬遷改造、基建施工，以及鐵路、公路、市政工程建設的配合停電，造成電網風險防控難度加大。應從電網網架結構、季節氣候特點、運行特點及電網風險控制力和承受力等因素綜合考慮，降低檢修運行方式下的運行安全風險。

1 國網能源研究院.基于全業務鏈的電網風險辨識和風險預控機制研究［R］.北京：國網能源研究院，2014.

2 ENTSO-E.ENTSO-E annual report 2014［R］. Brussel：ENTSO-E，2014.

3 印永華，郭劍波，趙建軍，等.美加“8.14”大停電事故初步分析以及應吸取的教訓［J］.電網技術.2003，27（10）：8-11.

4 高 翔，莊侃沁，孫 勇.西歐電網“11.4”大停電事故的啟示［J］.電網技術.2007，31（1）：25-31.

5 何大愚.一年以后對美加“8.14”大停電事故的反思［J］.電網技術，2004，28（21）：1-5.

2015-07-07；

2016-03-16。

靳曉凌（1979-），女，高級工程師，主要從事電網安全評價、智能電網發展戰略、電網發展分析與評估方面的研究工作，email：Jinx iaoling@sgeri.sgcc.com.cn。

代賢忠（1986-），男，工程師，主要從事電力系統運行與控制方面的研究工作。

張 鈞（1982-），男，高級工程師，主要從事智能電網發展、配電網故障診斷、故障選線、故障定位等方面的研究工作。