专家争鸣印度大停电
2012/8/9 8:51:41 新闻来源:中国能源报
《 中国能源报 》( 2012年08月06日 第 05 版)
原因何在
电力工业基础薄弱 不重视自主创新
曾去过印度的厦门大学教授、能源经济学家林伯强表示:缺电造成的社会成本远大于电力装机富余的成本。初步判断,这次印度大停电的本质原因是电力基础设施的薄弱。除发电能力不足,电网、尤其是大区互联电网的薄弱,也是印度电力的一个短板。印度的能源资源主要分布在东部和东北部地区,以煤炭和水力为主,主要负荷中心及人口稠密地区集中在北部、南部和西部地区。因此,印度电网的输电方向主要为东电西送,再辅以北电南送,但目前其输送能力不足。
同时,印度电网输配电过程中损耗率32%,是全球平均水平的3倍。此外,印度电力工业对“自主性”的忽视也是有目共睹的。例如,其特高压工程由ABB公司负责,这和中国对特高压自主创新的坚持大不相同。再比如,其传统的火电机组也普遍要交由外国公司来做。同时,机组产权或者管理实体的多元化,导致设备老化并且疏于管理,而且没有统一的规程和标准。
体制双重管理致使协调环节过多
北京大学印度问题专家韩华直言:“印度政府在电力方面的管理和调控能力很差。”
能源专家周大地认为:管理方面的原因尤其重要,调度指令很难执行到位,没有“出现问题先牺牲局部”的意识,大家都耗着,最后只能是电网崩溃。我观察,印度的电力运行长期属于比较脆弱的状态,而且由于执政党的更迭,多年来一直未能建立一个比较严格的电力法以及依法管理电力的机制。”在“系统安全”的大前提下,调度指令的权威性是无可质疑的,否则,决策果断、处置及时都无从谈起。印度调度指令为何难以执行到位?输电网与配电网分立的体制安排是关键原因。
国家电网公司相关负责人表示:分析国际上这些大面积停电事故的直接原因,都是因为处理过程中协调环节过多,局部事故得不到及时控制,最终发展成为大面积停电。这次印度大停电的原因之一,也是因为缺乏统一的调度管理机制。印度国家电网公司掌握中央输电基础,配电由各个邦电力局和私营供电公司运行,电力系统集中运行管控能力严重不足,各个邦不听从电力负荷调动,私自从电网获取超额负荷的情况,造成各邦电网超负荷运行,最终整个电网崩溃。
过于强调市场化因素
国家电网公司相关负责人指出:探究这些大停电深层次原因,都存在过于强调市场化因素的原因,没有把安全放在首位,这次印度停电事故就是各个邦为了片面满足电力供应,牺牲了电网整体安全。
华北电力大学能源与电力经济研究咨询中心主任曾鸣也表示:印度这次大停电与美加、俄罗斯以及巴西和智利的大停电的有共同的间接原因——事故发生之后明显缺失统一的、步调一致的事故处理行动,以至于造成事故进一步扩大。为什么会这样?主要原因是电网运行、经营、发输配各机构在处理事故的时候需要协调环节过多,耽误了宝贵的控制停电事故的时间。过度分散的电力规划、建设和调度运行体制,不利于大电网安全稳定运行。
曾鸣坦言:即使再强调市场化因素,也要把安全放在首位,电力系统的安全与经济存在着永恒的矛盾。但是电力系统相对于社会经济大系统而言,安全运行所产生的社会经济效益更大。
林伯强也认为:由于印度过于强调市场机制的作用,使得电网的利润水平下降,投资回报率低,使得电网建设滞后,线路负载过重,一旦有异常情况,容易引起连锁反应。
网架结构不坚强
国家电网公司相关负责人认为:印度电网内部5个大区电网,仅北部和东北部电网交流同步互联,还没有形成全国联网(印度电力部长辛德在第一次停电发生后表示,2014年印度电网将全部实现互联互济,届时这种停电的情况不会再现)。一旦局部内部故障引发连锁反应,或者区域电网自身发电能力大幅减少后,彼此之间相互支援能力不足,发生大面积停电无法避免。从近年来美加“8.14”大停电、“11.10”巴西大停电等来看,共同的特征都是电网发展滞后,没有形成结构坚强、资源优势互补的坚强网架。
从这次印度事故恢复情况来看,停电恢复期间由印度东部和西部陆续向北部运送电力,以及从不丹进口的电力也为印度北部地区恢复供电起到了积极的作用,进一步佐证了必须加大电网互联力度。
中国工程院院士、大停电防御专家薛禹胜表示:虽然目前公开信息极为粗略,但仍可以了解到印度电网不但发展滞后,缺乏坚强的骨架电网,而且缺失电力系统综合防御的顶层设计,管理与技术的支撑手段相当有限,对停电灾难缺少应对预案。第二次大停电的演化机理特别值得反思。相继的停电灾难既暴露了电网网架薄弱对电力安全的严重影响,也反映了统一协调的调度体制的重要性。
原电力部生产司教授级高工、国际大电网CIGRE和IEEE会员蒙定中指出:一个国家或地域的电网结构由于未采用直流分区(或分区不足)使得交流区域过大,结果在庞大、不可控的自由联网结构上一旦故障跳闸,进而不断的连锁跳闸,系统失稳,就必然会波及全网而造成重大停电。
事故启示
应注重电力等基础设施投入
学者陶短房认为:印度在“跳过工业化,直接发展新兴产业”思想指导下,对包括电力在内的基础产业发展掉以轻心,在经过多年经济高速成长后,电力供应成了制约增长的瓶颈,事实证明,忽视电力等基础设施投入,一味沉湎于“跨越”的数据辉煌和“抄近”快感,最终也会因基础设施的“跳闸”而不得不停下脚步。
输配一体化,
还是调度、运行、交易各自独立?
周大地指出:虽然我国也有拉闸限电的状态出现,但是从来没有出现过大面积停电,更没有出现过整个大区电网崩溃的局面。我国电网安全防御采取的是自动控制加上人工协调。一旦出现事故苗头,可以动员电厂错峰、要求工厂有序用电。我国的电力需求侧管理比较认真,也有一定的行政权威性。如果再严重,还可以要求局部做出牺牲,即使部分地区拉闸限电,也不让电网整个垮掉。这说明,技术、供应能力充分、有足够的备用能力很重要,但是良好的运行机制也是一个重要的因素。
事实上,目前我国的调度运行机制并非没有质疑的声音。把调度、运行、交易各自独立,是一个理想图景吗?“统一调度,团结治网”是一个良好的传统,还是一个必须丢弃的包袱?印度大停电给中国提供了镜鉴。正是因为缺乏统一的调度管理机制,电力系统集中运行管控能力严重不足,各个邦不听从电力负荷调动,私自从电网获取超额负荷,造成各邦电网超负荷运行,最终整个电网崩溃。对此,印度电力系统前官员阿尼尔·拉兹丹直言不讳,大停电的直接原因是印度电网分隔和负荷调度操作的管理失误,应该给予电力调配中心更多实权。
目前我国应该在安全前提下,务实地优化调度。现在发电厂所有制多元化,地域分散程度比较高,要完全按照纯粹经济性进行调度,会受到多方因素的制约。其实,“完全竞争上网”在各国实现起来也都有困难。比如,完成比经济指标,可能要淘汰掉一部分财务重担较重的机组,它们不一定是技术落后机组,可能只是没有完成还本付息,没有老机组经济。所以,优化调度非常关键。
建立健全电网重大事故应急处理机制
国家电力规划研究中心常务副主任吴云表示:印度大停电事故给我们以下四点启示:第一、是电力系统安全十分重要,应从国家层面予以高度重视;第二、电力发展应适度超前,保持充裕电力供需。印度裕度太小,甚至透支 ,继而引发大面积停电;第三、坚持统一规划、统一调度,印度由于国调与州调不统一,调令不畅通导致事故发生;第四、电网要有合理结构,做到分层分区平衡。这次印度大停电与其电网结构混乱,联网不清晰有关,事故在同步电网中迅速扩大,应引起我们高度警惕。
根据国家电力规划研究中心最新发布的《关于印度大停电事故初步分析》的建议,首先我国应加强电网统一规划,科学论证电网结构。同步大电网事故多以多重连锁故障形态发生,而现有的电力仿真工具在模拟上述故障中存在技术局限性。因此,在规划设计阶段,要对电网安全稳定运行进行充分的研究、论证,应对印度及历次大停电事故进行深入分析,广泛听取各方意见,进一步加强同步电网规模研究,从电网结构上防止此类事故的发生。
其次,坚持统一调度,统筹安排电网运行方式、备用容量、检修计划、事故处理以及事故恢复;实行分级调度管理,下级电力调度机构绝对服从上级调度机构指令,做到令行禁止。我国长期坚持电网安全的“三道防线”,对于保证系统安全稳定运行起到了重要作用。应继续做好电网安全保护系统的规划、建设、运行和维护工作。
再次,继续提高电网调度运行的监控、分析和决策水平,合理安排电网运行方式,及时发现电网运行薄弱环节,优化调度降低电网安全风险;加强电网调度人员培训;做好电网事故应急和黑启动预案,提高事故处理能力,避免大面积停电事故;在发生停电事故后,应及时将停电范围控制到最小,加快停电恢复速度。
最后,国家和各级政府建立健全电网重大事故应急处理机制,在紧急情况下维护好社会秩序;加强对公众的应急教育,增强公众自助自救意识;政治、军事、金融等要害部门和医院、机场等重要用户要配置备用发电机组,保证在紧急情况下能够正常运转。
警惕交流联网骨牌效应
国家能源局电网“十二五”专家组成员王仲鸿认为:电网停电是系统管理问题,故障是技术问题。世界应对大停电的方法是采用直流互联阻断故障的网间传播。电网有基本故障自动控制能力,会自动的故障线切断,这是小故障。大停电是乘方次的故障上涨,由于速度很快、情况很复杂,人为无法干预,且在事前无法预测。其中有多方位的骨牌效应,是连锁反应,也是一种自然属性。
大停电不关乎输电和配电的消化问题,输电是高电压,好比主干血管;配电是底层,好比毛细血管。大停电是在主干大血管发生的,而不是配电方面。大停电只有在同一电压层面(最高电压)才会互相影响。唯一的应对办法是优化电网结构,避免故障引起连锁反应。这种结构最好是放射性的,直流互联超高压就是很好的例子。但是超高压交流不是,它是棋盘式的,没有自我恢复能力,且很容易发生骨牌效应,这个概率比直流超高压高了6倍。
(本版文章由本报记者 王旭辉 肖蔷 傅玥雯 陆宇采访/整理)
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印度电力发展状况
印度是联邦制国家,印度电力行业由中央和邦双重管理,邦电力局负责运行邦发电厂和邦内独立发电公司,印度国家电网公司掌管中央输电基础设施,负责运行中央管理的发电厂和大型独立发电公司,配电部分由邦电力局和私营供电公司负责。印度电网由北部、南部、东部、西部及东北部5个大区电网组成,北部和东北部电网交流同步互联,南部电网通过直流线路或直流背靠背与其他大区电网互联。计划2014年形成全国联网。截至2012年5月印度总装机容量为2亿千瓦,火电占总发电量的78%,水电约占总发电量的13%,风能和太阳能资源充足;印度的能源资源主要分布在东部和东北部地区,以煤炭和水力为主,其余为核电、油电和天然气发电。主要负荷中心及人口稠密地区集中在北部、南部和西部地区。因此,印度电网的输电方向主要为东电西送,再辅以北电南送。
目前印度电力发展落后,虽然发电量世界排名第五,仅次于美国,中国,日本和俄罗斯,但电力供应严重不足,人均用电量世界排名较低,各地限电频繁,即使在首都新德里也经常拉闸限电,不少商店、旅馆及居民都自备小型柴油发电机以备应急之用。据统计,2011年,印度人口的25%(约为2.89亿人)仍没有用上电,在农村地区,这一数字将达33%。
原因何在
电力工业基础薄弱 不重视自主创新
曾去过印度的厦门大学教授、能源经济学家林伯强表示:缺电造成的社会成本远大于电力装机富余的成本。初步判断,这次印度大停电的本质原因是电力基础设施的薄弱。除发电能力不足,电网、尤其是大区互联电网的薄弱,也是印度电力的一个短板。印度的能源资源主要分布在东部和东北部地区,以煤炭和水力为主,主要负荷中心及人口稠密地区集中在北部、南部和西部地区。因此,印度电网的输电方向主要为东电西送,再辅以北电南送,但目前其输送能力不足。
同时,印度电网输配电过程中损耗率32%,是全球平均水平的3倍。此外,印度电力工业对“自主性”的忽视也是有目共睹的。例如,其特高压工程由ABB公司负责,这和中国对特高压自主创新的坚持大不相同。再比如,其传统的火电机组也普遍要交由外国公司来做。同时,机组产权或者管理实体的多元化,导致设备老化并且疏于管理,而且没有统一的规程和标准。
体制双重管理致使协调环节过多
北京大学印度问题专家韩华直言:“印度政府在电力方面的管理和调控能力很差。”
能源专家周大地认为:管理方面的原因尤其重要,调度指令很难执行到位,没有“出现问题先牺牲局部”的意识,大家都耗着,最后只能是电网崩溃。我观察,印度的电力运行长期属于比较脆弱的状态,而且由于执政党的更迭,多年来一直未能建立一个比较严格的电力法以及依法管理电力的机制。”在“系统安全”的大前提下,调度指令的权威性是无可质疑的,否则,决策果断、处置及时都无从谈起。印度调度指令为何难以执行到位?输电网与配电网分立的体制安排是关键原因。
国家电网公司相关负责人表示:分析国际上这些大面积停电事故的直接原因,都是因为处理过程中协调环节过多,局部事故得不到及时控制,最终发展成为大面积停电。这次印度大停电的原因之一,也是因为缺乏统一的调度管理机制。印度国家电网公司掌握中央输电基础,配电由各个邦电力局和私营供电公司运行,电力系统集中运行管控能力严重不足,各个邦不听从电力负荷调动,私自从电网获取超额负荷的情况,造成各邦电网超负荷运行,最终整个电网崩溃。
过于强调市场化因素
国家电网公司相关负责人指出:探究这些大停电深层次原因,都存在过于强调市场化因素的原因,没有把安全放在首位,这次印度停电事故就是各个邦为了片面满足电力供应,牺牲了电网整体安全。
华北电力大学能源与电力经济研究咨询中心主任曾鸣也表示:印度这次大停电与美加、俄罗斯以及巴西和智利的大停电的有共同的间接原因——事故发生之后明显缺失统一的、步调一致的事故处理行动,以至于造成事故进一步扩大。为什么会这样?主要原因是电网运行、经营、发输配各机构在处理事故的时候需要协调环节过多,耽误了宝贵的控制停电事故的时间。过度分散的电力规划、建设和调度运行体制,不利于大电网安全稳定运行。
曾鸣坦言:即使再强调市场化因素,也要把安全放在首位,电力系统的安全与经济存在着永恒的矛盾。但是电力系统相对于社会经济大系统而言,安全运行所产生的社会经济效益更大。
林伯强也认为:由于印度过于强调市场机制的作用,使得电网的利润水平下降,投资回报率低,使得电网建设滞后,线路负载过重,一旦有异常情况,容易引起连锁反应。
网架结构不坚强
国家电网公司相关负责人认为:印度电网内部5个大区电网,仅北部和东北部电网交流同步互联,还没有形成全国联网(印度电力部长辛德在第一次停电发生后表示,2014年印度电网将全部实现互联互济,届时这种停电的情况不会再现)。一旦局部内部故障引发连锁反应,或者区域电网自身发电能力大幅减少后,彼此之间相互支援能力不足,发生大面积停电无法避免。从近年来美加“8.14”大停电、“11.10”巴西大停电等来看,共同的特征都是电网发展滞后,没有形成结构坚强、资源优势互补的坚强网架。
从这次印度事故恢复情况来看,停电恢复期间由印度东部和西部陆续向北部运送电力,以及从不丹进口的电力也为印度北部地区恢复供电起到了积极的作用,进一步佐证了必须加大电网互联力度。
中国工程院院士、大停电防御专家薛禹胜表示:虽然目前公开信息极为粗略,但仍可以了解到印度电网不但发展滞后,缺乏坚强的骨架电网,而且缺失电力系统综合防御的顶层设计,管理与技术的支撑手段相当有限,对停电灾难缺少应对预案。第二次大停电的演化机理特别值得反思。相继的停电灾难既暴露了电网网架薄弱对电力安全的严重影响,也反映了统一协调的调度体制的重要性。
原电力部生产司教授级高工、国际大电网CIGRE和IEEE会员蒙定中指出:一个国家或地域的电网结构由于未采用直流分区(或分区不足)使得交流区域过大,结果在庞大、不可控的自由联网结构上一旦故障跳闸,进而不断的连锁跳闸,系统失稳,就必然会波及全网而造成重大停电。
事故启示
应注重电力等基础设施投入
学者陶短房认为:印度在“跳过工业化,直接发展新兴产业”思想指导下,对包括电力在内的基础产业发展掉以轻心,在经过多年经济高速成长后,电力供应成了制约增长的瓶颈,事实证明,忽视电力等基础设施投入,一味沉湎于“跨越”的数据辉煌和“抄近”快感,最终也会因基础设施的“跳闸”而不得不停下脚步。
输配一体化,
还是调度、运行、交易各自独立?
周大地指出:虽然我国也有拉闸限电的状态出现,但是从来没有出现过大面积停电,更没有出现过整个大区电网崩溃的局面。我国电网安全防御采取的是自动控制加上人工协调。一旦出现事故苗头,可以动员电厂错峰、要求工厂有序用电。我国的电力需求侧管理比较认真,也有一定的行政权威性。如果再严重,还可以要求局部做出牺牲,即使部分地区拉闸限电,也不让电网整个垮掉。这说明,技术、供应能力充分、有足够的备用能力很重要,但是良好的运行机制也是一个重要的因素。
事实上,目前我国的调度运行机制并非没有质疑的声音。把调度、运行、交易各自独立,是一个理想图景吗?“统一调度,团结治网”是一个良好的传统,还是一个必须丢弃的包袱?印度大停电给中国提供了镜鉴。正是因为缺乏统一的调度管理机制,电力系统集中运行管控能力严重不足,各个邦不听从电力负荷调动,私自从电网获取超额负荷,造成各邦电网超负荷运行,最终整个电网崩溃。对此,印度电力系统前官员阿尼尔·拉兹丹直言不讳,大停电的直接原因是印度电网分隔和负荷调度操作的管理失误,应该给予电力调配中心更多实权。
目前我国应该在安全前提下,务实地优化调度。现在发电厂所有制多元化,地域分散程度比较高,要完全按照纯粹经济性进行调度,会受到多方因素的制约。其实,“完全竞争上网”在各国实现起来也都有困难。比如,完成比经济指标,可能要淘汰掉一部分财务重担较重的机组,它们不一定是技术落后机组,可能只是没有完成还本付息,没有老机组经济。所以,优化调度非常关键。
建立健全电网重大事故应急处理机制
国家电力规划研究中心常务副主任吴云表示:印度大停电事故给我们以下四点启示:第一、是电力系统安全十分重要,应从国家层面予以高度重视;第二、电力发展应适度超前,保持充裕电力供需。印度裕度太小,甚至透支 ,继而引发大面积停电;第三、坚持统一规划、统一调度,印度由于国调与州调不统一,调令不畅通导致事故发生;第四、电网要有合理结构,做到分层分区平衡。这次印度大停电与其电网结构混乱,联网不清晰有关,事故在同步电网中迅速扩大,应引起我们高度警惕。
根据国家电力规划研究中心最新发布的《关于印度大停电事故初步分析》的建议,首先我国应加强电网统一规划,科学论证电网结构。同步大电网事故多以多重连锁故障形态发生,而现有的电力仿真工具在模拟上述故障中存在技术局限性。因此,在规划设计阶段,要对电网安全稳定运行进行充分的研究、论证,应对印度及历次大停电事故进行深入分析,广泛听取各方意见,进一步加强同步电网规模研究,从电网结构上防止此类事故的发生。
其次,坚持统一调度,统筹安排电网运行方式、备用容量、检修计划、事故处理以及事故恢复;实行分级调度管理,下级电力调度机构绝对服从上级调度机构指令,做到令行禁止。我国长期坚持电网安全的“三道防线”,对于保证系统安全稳定运行起到了重要作用。应继续做好电网安全保护系统的规划、建设、运行和维护工作。
再次,继续提高电网调度运行的监控、分析和决策水平,合理安排电网运行方式,及时发现电网运行薄弱环节,优化调度降低电网安全风险;加强电网调度人员培训;做好电网事故应急和黑启动预案,提高事故处理能力,避免大面积停电事故;在发生停电事故后,应及时将停电范围控制到最小,加快停电恢复速度。
最后,国家和各级政府建立健全电网重大事故应急处理机制,在紧急情况下维护好社会秩序;加强对公众的应急教育,增强公众自助自救意识;政治、军事、金融等要害部门和医院、机场等重要用户要配置备用发电机组,保证在紧急情况下能够正常运转。
警惕交流联网骨牌效应
国家能源局电网“十二五”专家组成员王仲鸿认为:电网停电是系统管理问题,故障是技术问题。世界应对大停电的方法是采用直流互联阻断故障的网间传播。电网有基本故障自动控制能力,会自动的故障线切断,这是小故障。大停电是乘方次的故障上涨,由于速度很快、情况很复杂,人为无法干预,且在事前无法预测。其中有多方位的骨牌效应,是连锁反应,也是一种自然属性。
大停电不关乎输电和配电的消化问题,输电是高电压,好比主干血管;配电是底层,好比毛细血管。大停电是在主干大血管发生的,而不是配电方面。大停电只有在同一电压层面(最高电压)才会互相影响。唯一的应对办法是优化电网结构,避免故障引起连锁反应。这种结构最好是放射性的,直流互联超高压就是很好的例子。但是超高压交流不是,它是棋盘式的,没有自我恢复能力,且很容易发生骨牌效应,这个概率比直流超高压高了6倍。
(本版文章由本报记者 王旭辉 肖蔷 傅玥雯 陆宇采访/整理)
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印度电力发展状况
印度是联邦制国家,印度电力行业由中央和邦双重管理,邦电力局负责运行邦发电厂和邦内独立发电公司,印度国家电网公司掌管中央输电基础设施,负责运行中央管理的发电厂和大型独立发电公司,配电部分由邦电力局和私营供电公司负责。印度电网由北部、南部、东部、西部及东北部5个大区电网组成,北部和东北部电网交流同步互联,南部电网通过直流线路或直流背靠背与其他大区电网互联。计划2014年形成全国联网。截至2012年5月印度总装机容量为2亿千瓦,火电占总发电量的78%,水电约占总发电量的13%,风能和太阳能资源充足;印度的能源资源主要分布在东部和东北部地区,以煤炭和水力为主,其余为核电、油电和天然气发电。主要负荷中心及人口稠密地区集中在北部、南部和西部地区。因此,印度电网的输电方向主要为东电西送,再辅以北电南送。
目前印度电力发展落后,虽然发电量世界排名第五,仅次于美国,中国,日本和俄罗斯,但电力供应严重不足,人均用电量世界排名较低,各地限电频繁,即使在首都新德里也经常拉闸限电,不少商店、旅馆及居民都自备小型柴油发电机以备应急之用。据统计,2011年,印度人口的25%(约为2.89亿人)仍没有用上电,在农村地区,这一数字将达33%。