事故過程
印度北部和東部地區7月30日和31日連續發生兩次大面積停電事故。突如其來的斷電導致交通陷入混亂,全國超過300列火車停運,首都新德里的捷運也全部停運,造成旅客大量滯留,公路交通出現大面積擁堵。一些礦工被困井下。銀行系統陷入癱瘓,一度給印度的金融交易帶來障礙。
第一次事故發生後,印度電力部門排除故障,在停電後15個小時內基本恢復了電力供應。但旁遮普邦、哈里亞納邦以及北方邦等幾個地區在供電恢復後繼續超負荷用電,導致了第二次大面積停電。印度電力部門因此不得不從鄰國輸入電力來滿足新德里的用電需求。截至目前,印度北部地區95%的電力供應已恢復。
事故分析
貝恩諮詢公司高級合伙人阿密特·辛哈認為,此次停電事故給印度經濟敲響了警鐘——印度電力供應至少需要保持每年6.5%至7%的增速,否則將會對該國製造業和出口企業造成傷害。
印度最大行業協會印度工商聯合會主席卡諾里亞說:“連續兩天如此大規模的停電,值得我們密切關注,這當然會
對於商業投資環境本就存在不少問題的印度來說,此次大停電不僅影響企業生產和盈利水平,還影響到印度在外國投資者眼中的形象。
印度產業聯合會理事長錢德拉吉特·班納吉表示,印度經濟近來增長放緩,外界本就對印度前景不太看好,如今電網兩天內連續崩潰無疑使印度的形象進一步受損,令有意投資印度的外國企業望而卻步。對於一個擁有世界約六分之一人口的新興經濟體,有必要使基礎設施建設與印度的強國夢想相匹配。
事故影響
世界媒體都在議論印度大停電,但任何國家都不能否認自己也遭遇過大停電的歷史,只是規模和破壞程度不同罷了。美國上世紀後半葉,至少出現三次大規模停電事故,近十多年時間裡,美國至少遭遇過數次大停電。如2008年,佛羅里達州發生大停電,300萬人沒有電力供應;2003年大停電,由密西根州延伸至紐約,最後蔓延到加拿大。危機專家承認,“一次大停電,即使是數秒鐘,也不亞於一場大地震帶來的破壞”。
很多新興經濟體在經濟高增長的刺激或尋求經濟高增長的動機之下,只顧電力開發,卻忽視電網安全工作,對電網管理體制改革方面重視不夠,導致“缺電”和“有電”下都斷電停電的情況,造成大量的浪費和損失。印度此次發生的問題,對印度是個現實教訓,對世界各新興經濟體而言,是給電網安全上了一課。只要體認“大停電或也會發生在我們身上”,那么,我們就應該從漠不關心等心態中覺醒過來,把印度問題視為自己的問題,做好自己的安全工作。
簡介
印度北部和東部地區7月30日和31日連續發
生兩次大面積停電事故。突如其來的斷電導致交通陷入混亂,全國超過300列火車停運,首都新德里的捷運也全部停運,造成旅客大量滯留,公路交通出現大面積擁堵。一些礦工被困井下。銀行系統陷入癱瘓,一度給印度的金融交易帶來障礙。
第一次事故發生後,印度電力部門排除故障,在停電後15個小時內基本恢復了電力供應。但旁遮普邦、哈里亞納邦以及北方邦等幾個地區在供電恢復後繼續超負荷用電,導致了第二次大面積停電。印度電力部門因此不得不從鄰國輸入電力來滿足新德里的用電需求。截至目前,印度北部地區95%的電力供應已恢復。
事故分析
貝恩諮詢公司高級合伙人阿密特·辛哈認為,此次停電事故給印度經濟敲響了警鐘——印度電力供應至少需要保持每年6.5%至7%的增速,否則將會對該國製造業和出口企業造成傷害。
印度最大行業協會印度工商聯合會主席卡諾里亞說:“連續兩天如此大規模的停電,值得我們密切關注,這當然會
對於商業投資環境本就存在不少問題的印度來說,此次大停電不僅影響企業生產和盈利水平,還影響到印度在外國投資者眼中的形象。
印度產業聯合會理事長錢德拉吉特·班納吉表示,印度經濟近來增長放緩,外界本就對印度前景不太看好,如今電網兩天內連續崩潰無疑使印度的形象進一步受損,令有意投資印度的外國企業望而卻步。對於一個擁有世界約六分之一人口的新興經濟體,有必要使基礎設施建設與印度的強國夢想相匹配。
事故影響
世界媒體都在議論印度大停電,但任何國家都不能否認自己也遭遇過大停電的歷史,只是規模和破壞程度不同罷了。美國上世紀後半葉,至少出現三次大規模停電事故,近十多年時間裡,美國至少遭遇過數次大停電。如2008年,佛羅里達州發生大停電,300萬人沒有電力供應;2003年大停電,由密西根州延伸至紐約,最後蔓延到加拿大。危機專家承認,“一次大停電,即使是數秒鐘,也不亞於一場大地震帶來的破壞”。
很多新興經濟體在經濟高增長的刺激或尋求經濟高增長的動機之下,只顧電力開發,卻忽視電網安全工作,對電網管理體制改革方面重視不夠,導致“缺電”和“有電”下都斷電停電的情況,造成大量的浪費和損失。印度此次發生的問題,對印度是個現實教訓,對世界各新興經濟體而言,是給電網安全上了一課。只要體認“大停電或也會發生在我們身上”,那么,我們就應該從漠不關心等心態中覺醒過來,把印度問題視為自己的問題,做好自己的安全工作。
2012年7月30口凌晨2時33分開始,印度北部地區德里邦、哈利亞納邦、中央邦、旁遮普邦、拉賈斯坦邦、北安查爾邦、北方邦等9個邦發生停電事故,逾3.7億人受到影響。在上述地區恢復供電數小時後,於當地時間7月31口13時05分開始,印度包括首都新德里在內的東部、北部和東北部地區電網再次發生人面積停電事故,超過20個邦再次陷入電力癱瘓狀態,全國近一半地區的供電出現中斷,逾6.7億人口受到影響111印度兩天之內連續發生人面積停電事故,是有史以來影響人曰最多的電力系統事故,成為世界範圍內規模最人的停電事件。印度長期以來電力工業基礎薄弱、基礎設施落後並滯後於經濟發展等矛盾由來己久,這次事件讓印度的電力管理體制、調度防控體系和電網規劃建設等方面諸多問題再次暴露於公眾面前。與我國一樣作為正在崛起的開發中國家,印度此次人停電事故對我國電網安全運行具有重人的借鑑意義。但是目前我國對人停電事故原因研究不深,需要進一步深入分析印度人停電印度的能源電力概況
印度的能源資源主要分布在東部和東北部地區_以煤炭和水力為主_其餘為核電、油電和天然氣發電。主要負荷中心及人口稠密地區則集中在北部、南部和西部地區。印度電網的輸電方向主要為東電西送,再輔以北電南送截至2012年5月,印度總發電裝機容量約為2億kW,其中火電裝機占68.7070,水電占19.2070,核電和其他可再生能源發電占12.1%}Z
作為亞洲第三人經濟體,印度過去10年間經濟增速接近2位數,能源消費年均增速6%但由於投資不足,電力工業發展嚴重滯後於經濟發展水平,發電冗餘不足,跨區輸電能力不夠,電力供應長期處於短缺狀態。印度2010-2011年度GDP增長8.5070,同期發電裝機增長僅為5.56%印度電力部預計2012年印度高峰期電力缺曰10.6%左右,全年電量缺曰7.3%左右。目前仍有近40%的印度家庭(約2.89億人)沒有用上電,且印度人部分地區供電質量低、停電頻繁,即使在首都新德里也經常拉閘限電。
印度電網由五人區域性電網組成,即北部、東部、西部、東北部和南部電網。印度電網的電壓等級主要有765 kV , 500 kV , 400 kV , 220 kV和132 kV目前北部、東部、西部、東北部電網實現了交流400 kV同步聯網,形成中央電網( New Grid )。南部電網與中央電網通過直流異步聯接。此外印度東部電網通過400 kV交流與不月-電網互聯印度交流同步電網區域間互聯情況如圖1所示。
印度輸電網結構分為3層,即國家電網(跨區
域電網卜區域內跨邦電網一邦電網。其中跨區和跨電網由中央政府所有的印度國家電網公司(PGCIL )擁有,並負責運行管理;邦內輸電資產由邦政府所有的邦輸電公司(STUB)或邦電力局(未改革邦)管理從印度交流網際網路跨區主網架來看,區域電網之間通過1同765 kV交流,23同400 k V交流、10同220 kV交流、1個士400 kV直流背靠背和1個士500 kV直流互聯。區域內主網架主要是以400 kV/220 kV電磁環網為主。印度配電網由邦政府所有或私有的配電公司擁有並負責運行管理一個邦內有多個配電公司,目前完全私營的配電公司有17個,主要分布在德里、奧里薩、占吉拉特、孟買等邦
在調度環節,印度電力系統調度分3級,分別由國家調度中心(NLDC ) ,區域調度中心}RLDC)、邦調度中心(CBLDC)負責。其中NLDC負責跨區域輸電線路調度,5個RLDC負責區域內電網調度,各邦SLDC負責邦內電網調度。調度機構與電網所有者合一,NLDC和RLDC由印度國家電網公司管理,SLDC由邦輸電公司或電力局管理。
2印度“7.30", "7.31”大停電事故直接原因
印度電力部在事故後組成特別小組展開全面的事故調查,並於s月I6口公布了事故調查報告,報告詳細地分析了引起印度連續兩起人停電事故的直接原因。
2012年7月30口,由於Bina-Gwalior 400 kV線路跳開,在北部電網和西部電網解列後,由西部電網供給北部電網負荷的潮流轉移到“西部電網一東部電網一北部電網”的聯絡通道,導致系統發生功率振盪由於振盪中心在北部電網和東部電網間的斷面上,致使相應的聯絡線跳開,造成北部電網和印度交流互聯繫統其他部分解列。由於系統頻率過低以及區域內進一步的功率振盪,北部電力系統最終崩潰。
2012年7月31口,由於Bina-Gwalior 400 kV線路跳開,在北部電網和西部電網解列以後,用於滿足北部區域負荷的潮流轉移到“西部電網一東部電網一北部電網”的聯絡通道,導致系統發生功率振盪7月31口的系統振盪中心在東部電網內部,靠近東部電網和西部電網斷面,因此,在導致了東部電網內部相應線路跳開之後,東部電網中的一小部分(Ranchi和Rourkela),以及西部區域電網和印度交流互聯繫統其他部分解列。這造成了北部電網和東部電網間斷面的功率振盪,並進一步導致了北部區域電網和“東部+東北部”系統的解列。隨後,所有3個區域電網(北部、東部、東北部)由於區域內部功率振盪造成多同線路跳開,系統頻率過低以及在不同地區的過電壓,最終北部、東部、東北部電力系統崩潰
根據印度的調查報告,2次事故當天的故障錄波器結果均顯示,系統中並沒有監測到有故障發生。在2次事故發生前,由於西部電網和北部電網斷面,以及靠近東部電網和西部電網斷面的多條區域間聯絡線停運導致跨區通道弱聯繫,系統間的輸電能力被顯著削弱。西部電網和北部電網斷面均只有Bina-Agra 400 kV(單同)一條交流主幹聯絡線路處於運行狀態。
電網內的邦負荷調度中心對區域負荷調度中心要求其降低邦內電力公司透支用電,以及要求西部電網內電力公司降低發電出力的指令回響不充分部分北部區域電力公司透支用電,產生了計畫外的電力交換,導致了西部與北部電網間唯一保持運行的400 kV聯絡線處於高載荷狀態,並超過了線路白身的額定功率。距離保護繼電器3段保護動作使得該線路跳開,導致北部電網和西部電網解列。
在北部電網和西部電網解列後,由西部電網供給北部電網負荷的潮流轉移到“西部電網一東部電網一北部電網”的聯絡通道,導致系統發生振盪在2次連續人面積停電事故中,振盪中心分別在北部電網和東部電網間的斷面上,及在靠近東部電網和西部電網斷面的東部電網內部,致使相應的聯絡線和主幹線路跳開,北部電網和印度交流互聯繫統其他部分解列。由於各個區域內系統頻率過低以及進一步的功率振盪等原因導致電力系統崩潰,最終造成人面積停電事故
在這2次人面積停電事故中,西部電力系統通過在區域內採取高頻切機措施,得以倖免南部電力系統從東部電網和西部電網饋入電力,也在7月31口的事故中得以倖免,在事故發生後依然從西部電網饋入部分電力,並採取了若干防禦機制,如白動低頻減負荷以及逐漸提升高壓直流受電功率
印度大停電事故的深層次原因分析
人電網統一防控體系是以堅強網架為基礎的、基於人安全觀的、以統一規劃、統一調度、統一管理為手段的人電網安全防禦與運行(營)控制體系。該體系的不完善是木次印度連續發生人面積停電事故的深層次原因
1網架結構不夠堅強,區域間交換能力不足
受印度電力工業的經營與管理體制限制,各級電網建設缺乏區域間統籌協調,區域主網架以400 kV/220 kV電磁環網為主,沒有合理的分層分區,網架結構較易引發穩定破壞。400 k V線路作為主幹網架己不滿足印度經濟的快速增長對電力負荷的需要,765 kV系統剛剛啟動建設,還未成網。跨區主網架之間呈弱連線,一旦局部故障引發連鎖反應,或者區域電網白身發電能力人幅減少,各區域間彼此難以形成有力的支援,加人了發生人面積停電的可能性。
2電網發展缺乏統一規劃
印度電網規劃、建設主體和資產歸屬複雜,主要包括印度國家電網公司、邦屬電力公司以及私人企業印度國家電網公司負責區域及跨區域輸電線路的規劃,邦屬電力公司負責邦內輸電網路的規劃。儘管由隸屬於印度國家電網公司的5個區域級電力調度中心負責協調和管理有關邦之間輸電線路的相關事務,但其對邦內電力公司並無管理關係,無力有效實現跨區、跨邦和邦內電網的統一規劃,各區域間電網的發展規劃較難形成合理的匹配和有效的銜接。除上述所述的長期電網規劃問題外,印度電網還存在短期運行規劃中,區域電網、邦電網的輸電線路停運計畫不協調的嚴重問題,並因此直接造成了區域間聯絡線的功率調控能力缺失。
3電網缺乏統一調度機制
除了固有的發電冗餘不足,調峰能力弱等客觀原因外,此次事故暴露出印度電網調度體制不健全,電網運行缺乏統一調度,不同級調度機構約束能力弱、跨邦跨區調度協調能力不足,調度指揮不暢,調度指令失靈等問題。
印度實行分散的調度體制,存在國家、區域、邦級以及邦內各地區4級以上的調度管理_缺乏統一調度機制。各邦調度機構獨立於國家和區域調度機構,主要受當地電力局或輸電公司管理。國家調度機構對邦調度機構的約束能力較弱,白上而卜的調度和管理的無法做到“一票到底”。當區域電力調度與邦級電力調度發生矛盾時,需向電監會反應並由電監會負責協調解決。事故中北部各邦不服從區域電網調度,使電網設備持續維持超負荷運行,區域電網調度指令對各邦超計畫受電無能為力。印度多位電力官員表示,各州沒有按照規定調整負荷需求,致使跨邦聯絡線超負荷運行,導致了系統崩潰此外,印度電網運行標準偏低,調度裕度不足印度電網運營模式允許用頻率換用電量的行為,系統運行經常出現背離計畫的情況,而且輸電頻率的正常運行範圍值為48.5--50.2 Hz,允許頻率偏差較人,這些造成電網運行長期處於緊張狀態。
4電力管理體制分散,缺乏統一管理
印度電力管理體制缺乏集約化,各邦政府對電力改革擁有較高白主權,使得各邦目前改革進程不盡相同,統籌協調發展實現困難。發、輸、配電所有權和經營權分散,利益主體多元,電網發展長期各白為政,注重局部利益,不重視整體安全,電網管理水平偏低、線損高、人部分電力企業處於虧損狀態、投資能力弱。
一方面,由於印度推行以私有化為方向的電力改革,輸配電網在體制上並非一體化運行;另一方面,印度電網管理體制為中央和邦2個層次的分散管理模式,各邦政府對電力改革擁有較高白主權邦電監會不受中央電監會管理,邦電監會在邦內發、輸、配、電力交易和輸電定價等方面有較高的白主權這種整體層面比較分散的管理體制與模式,在很人程度上造成了印度電力發展很難形成統一、科學的規劃。加人了印度電網建設與運行難度,也影響了印度電力企業運營與積極性,導致印度電力在整體上統籌協調發展實現困難。
5電網系統保護與設備運行的功能不健全
印度配電網保護體系中的“第二道防線”不健全,基於頻率變化率的減載措施和低頻減載措施實施不力。在“7.30”第一次北部電網崩潰前,北部電網與其他電網解列運行。北部電網損失約5 800 MW外來電,導致頻率降低。為了改善頻率,避免系統崩潰,北部電網實施了低頻減載計畫(可以減少約4 000 M W的負荷)和基於頻率變化率的減載計畫(可減少約6 000 MW的負荷)。然而,2項計畫的實施並未減少足夠的負荷,導致除了Badax-p二和NAPS幾個小區域外的北部電網崩潰在“7.31”第二次電網崩潰前,北部電網與其他電網首先解列運行,並遭遇了與第一次停電事故類似的“第二道防線”失效的情況在緊急情況卜的低頻減載和基於頻率變化率的減載保護策略木應能維持頻率來保證系統安全運行,但印度的事故分析報告指出,7月31口並沒有監測到低頻減載和基於頻率變化率的減載保護計畫有適當的動作。
印度電網的各級調度中心缺乏電力系統動態安全評估和快速狀態估計的研究機制,無法有效制定補救措施計畫;在系統運行調度過程中一也沒有在計畫外電力交換情況卜,對功率透支與過度發電的情況進行監管。在這2次停電事故中,均發生了在負荷逐漸損失的情況卜距離保護誤動現象,而且缺乏足夠的無功補償裝置和動態補償裝置對故障中的系統電壓提供支撐。
6電力投資不足
電力投資不足一直是印度電力工業發展的核心制約因素,印度曾試圖採取多項措施吸引電力投資,但收效甚微2003年印度電力法案明確鼓勵引入競爭。2005年印度國家電力發展政策也提出要在輸電環節引入私人投資。但在實際操作中,並未建立完善的電力投資體制和順暢的資金渠道,往往由於土地糾紛和其他繁瑣的政策障礙,導致基礎設施建設資金無法到位。另一方面,電價水平等諸多因素也導致電力行業難以吸引投資。印度電價機制不順,存在電價同收難、線損居高不卜等問題,目前印度電力企業普遍虧損,政府補貼對電力市場運營虧損來說也是“杯水車薪”,企業缺乏白主投資能力和積極性
印度大停電對我國電力發展的啟示
印度2天內連續2次發生人面積停電事故,給當地經濟發展、社會穩定及國家形象帶來嚴重影響。此次印度人停電事件對我國電力工業發展具有重要啟示。
電力要適度超前發展並把安全放在首位
電力是現代經濟社會發展的基礎,也是組成國民經濟的重要組成部分。電力行業的基礎性特徵、工程建設周期長、系統運行備用需求等要求電力發展必須適度超前如果電力發展滯後,就會成為制約經濟社會發展和人民生活水平提高的瓶頸。印度電力工業基礎設施薄弱,電力供需矛盾突出,電網安全可靠供電水平低。近年來,印度電力持續存在10%左右的電力缺}!,而在夏季用電高峰這個比例可能超過20%如此滯後的電力工業,不僅嚴重影響了水民的生活,更讓印度在對外招商引資、經濟發展方面都面臨多方垢病,國際競爭力也因此人打折扣。
加強電網統籌規劃,夯實電網安全的基礎
無論美加“8.14”人停電、巴西“11.10”人停電,還是木次印度連續2次人停電,其中一個重要原因就是電網發展滯後,沒有形成結構堅強、運行靈活的主網架。電力系統是由不同電壓等級設備緊密連線在一起的系統,必須堅持統一規劃、統一建設,從源頭上消除隱患,提高電網建設安全質量和抵禦白然災害的能力,滿足能源資源配置要求和事故情況卜相互支援的能力。立足我國能源逆向分布實際,加快發展特高壓跨區輸電,構建“強交強直”的全國特高壓堅強骨幹網架,是保障我國電力供應安全的必備物質基礎。
堅持電力系統安全穩定“三道防線”
印度電力公司縮減電網維護成木,在電網超負荷運行、頻率卜降時,技術上沒有相應的“第三道防線”,最終拖垮整個電網。而在美國等一些國家也存在類似我國的電力安全穩定“三道防線”,但因制度體制等問題,讓“三道防線”運行失靈。隨著我國人容量交/直流輸電工程、人規模間歇式電源的投運,交直流系統拙合關係增強,系統運行方式多變,容易發生多重擾動/故障,對人電網安全運行提出了更高的要求需要進一步加強“三道防線”建設,落實《電力系統安全穩定導則》要求,深入開展系統安全穩定分析和校核,健全安全管理制度,提高運行維護水平、人員素質,加強安全基礎管理和細節控制,以“嚴、細、實”的作風保障電網安全
加強對電網骨幹網架安全保障理論的研究
各國電網在向其目標網架發展的過渡過程中,都存在薄弱環節和安全風險,忽視這些環節和對相應風險的管控將加人電網發生類似於印度人停電事故的可能性。為在電網發展的過渡過程中避免發生人面積停電事故,必須樹立立足於發展的、科學的電網安全觀,結合人電網及其安全運行控制的技術發展趨勢,進一步加強對電網骨幹網架安全保障理論的研究與技術措施的管理,提高人電網監測、預警和控制能力,構建時空協調綜合防禦系統,提高技術保障電網安全的能力,保證系統的長期安全穩定運行。深化人電網安全風險管理,實現安全風險的超前分析和流程化控制;開展周期性輸電網、城市電網安全性評價,滾動排查電網薄弱環節和設備重人隱患;加強資產全壽命周期管理和人電網安全監督管理;完善人電網應急處置機制等手段和措施全過程動態防範電網事故風險。
強化各級電網和調度的一體化運行機制
分析國際上這些人面積停電事故的直接原因,人都是因為管理體制混亂、利益主體多元、調度指令失靈,電網事故得不到及時控制,最終發展成為人面積停電。這次印度人停電的原因,再一次說明缺乏統一的調度管理體制和嚴格的調度紀律,人電網安全無法得到保障。長期以來,我國電網實施電網調度一體化運行機制,實現了統一高效的調度管理和電力系統協調運行,有效降低了重人電網事故風險,沒有發生電網崩潰和人面積停電等重人及以上的電網事故特別是近年來,在連續遭受歷史罕見的嚴重冰災、特人地震及重人洪水、颱風、土石流等白然災害的情況卜,我國電網調度管理體制為確保人電網的安全和可靠供電發揮了重要作用
總結
當前我國經濟發展和負荷需求增長較快,結構性和季節性電力緊張時有發生,新能源發電迅猛發展、併網規模口益增人,電力系統的結構口趨複雜,未來供電安全穩定問題將更加突出。為此,我國應積極從印度人停電事故中汲取經驗教訓。在人力增強電力系統安全的物理網路支撐的同時,要堅持各級電網和調度的一體化運行機制,充分發揮電網統一管理和運行的優勢,最人限度地提升電網調度安全保障能力,為我國經濟社會快速發展提供安全、可靠、優質、高效的電力供應。