城市的供电与停电

丛远新

今年7月30日，印度发生了近10年来规模最大的停电事故，北部7个邦3.5亿人受到影响。而7月31日的断电规模更大，北部、东部及东北部三大区电网全部崩溃，全国28个邦中的20个邦停电，影响到6.7亿人口。两次断电都影响了首都新德里，交通陷入一片混乱。印度铁道部发言人表示，受影响地区至少有300辆火车停运。有分析估计，此次大停电导致的经济损失达数十亿美元。

世界各地大停电事故

2009年11月10日，巴西最大的两个城市里约热内卢和圣保罗以及周边地区突然遭遇大停电，停电范围约占巴西国土面积的一半，电力供应几乎完全中断，5000万人遭殃。巴西曾经在1999年和2002年发生过两次大面积的停电事故，停电范围分别占全国领土面积的70%和60%。前两次主要是因为供电短缺造成的，第三次是由气象原因造成的。

2005年5月25日，莫斯科及其南部地区突然发生大面积断电，公共设施全部瘫痪，影响波及25个城市。

2003年8月14日，美国东北部部分地区以及加拿大东部地区出现大范围停电。这是北美历史上最大范围的停电，受影响的人数在加拿大约有1000万（占全国人口的三分之一），在美国约有4000万。美国8个州以及加拿大安大略省的电力全部中断。

所幸的是，中国并未发生过全国范围内的大停电，仅有较大规模的局部地区停电，譬如：

2006年7月1日 华中电网发生重大停电事故——“7·1”电网事故，造成河南5市停电，并影响到周边湖北、湖南、江西等各省电网。

1972年7月27日，发生了湖北大面积停电事故，造成武汉、黄石、黄冈地区全部停电，国家经济命脉之一的武汉钢铁厂险些全部报废。停电所致损失在当时达2400万元。

中国为何没有全国性大停电

从历史上看，中国从未发生过全国性的大停电事故，这是因为我们之前不具备相应条件。由于各个区域电网相对独立，因此某一电网的事故不可能波及到临近电网，灾难自然无法蔓延。

中国除南方电网之外，其余所属国家电网的东北电网、华北电网、华东电网、华中电网和西北电网尚未全部互联。因此，2006年河南发生的大停电事故只会波及华中电网，而不会扩散到与其不相关联的其他地区。

不过，目前正在兴建的1000千伏的特高压电网却打破了以往的平衡，华东、华中、华北这三大区域电网将会因此而“捆绑”起来，实现强联网，即“三华电网”。此时再发生类似的河南大停电事故，全国性大停电的事件恐怕就难以避免了。

因此，在印度大停电之后，中国工程院院士、国网电力科学研究院名誉院长薛禹胜表示：“在中国发生大停电的风险绝对是存在的，但是我们应该把风险降低。”

那么，如何才能将全国大停电风险降至最低呢？看似简单，其实却很难！

大停电原因极其复杂

导致大停电的因素往往都是多方面因素综合而成，想完全搞清楚是不可能的。电力系统是人类创造的最复杂的系统之一，发生故障时的复杂性和不可预知性较正常运作复杂多倍。事故一旦发生，往往是以极短的时间如海啸般蔓延全国（电力传输速度和光速一样，每秒高达30万千米）。譬如，2003年北美史上最大的“美加大停电”，调查报告共计100多页，争议重重，个别大停电事件甚至根本查不出原因。

从电网的设计思路上看，停电原本是一种有利的安全保护措施，如电荷负载过量，则过高的电压会危及设备和人身安全，系统保护设备将会自动切断电路。不过电能却是守恒的，断电支路的荷载会迅速转移至邻近电路，致使其负荷过量也跟着跳断，并进一步发散开来传递，形成多米诺骨牌效应，从而导致大停电事故。

不过，几乎所有的大停电都有着共同特征，那就是违规操作，从而引发故障，进而以不可掌控的惊人速度四处扩散，最终导致整个系统如多米诺骨牌崩溃。此次印度大停电就为超负荷供电所致。相比之下，中国在这方面要谨慎得多，一旦电网负荷偏高，马上会采取限电措施确保安全。印度大停电第8天后，湖北便开始采取措施严控电网超负荷。巴西在1999年和2002年发生的两次大停电事故同样系超负荷（供电短缺）供电所致。2005年的俄罗斯大停电则是吉诺变电站设备老化和日常管理不够所致。对于2003年北美史上最大的美加大停电，北美电力可靠性公司NERC 主席迈克尔·金特明确指出：“如果我们具有可坚决执行的规定，且能保证遵循这些规则行事，这次大停电就不会发生。”

尽管各国电网运行方式不一，均有其特色优势及固有缺陷，可只要兴其利、除其弊，建立多重保险措施，以严格的规范制度保证其高质量运作，大停电风险是可以降到最低的。可一旦违规操作，各种意想不到、复杂无比且无法掌控的故障电流便会瞬间爆发，大停电就很难避免了。

特高压电网能否避免大停电？

电网负荷越高，系统越是复杂，发生故障时的危害越严重。而我国目前新建的1000千伏特高压电网正是世界上系统最复杂、负荷最高的，其停电风险也是全世界最高的。

印度大停电也让中国特高压电网建设又起争议。一方面，国家电网认为，一张网促进了电网的互联力度，能够使得局部电网之间相互支援，避免大面积停电事故的发生。另一些专家则认为特高压电网问题重重：一是交流特高压技术不太成熟；二是用交流特高压将区域电网联系起来，有导致全国大停电的危险；第三，特高压电网输电线路越长、电压越高，造价越高，而且超过一定距离后用交流特高压输电，损耗和阻力增大，长距离送电其实并不划算。

另外，尽管规范操作要求极高，可违规操作却很容易，可以花样万千，尤其是对极其复杂的电力系统来说，再先进、强壮的系统也可能面临毁灭性灾难，大停电事故就在所难免。一如7·23动车事故，尽管我们采用了全世界最先进、最安全的技术体系，可高达数十处的严重违规却轻易将具有多重保险体系的信号系统击垮了，而且还导致了不可逆转的后果。大量的调研后却发现，我们无法通过整改措施保障高铁安全，必须降速。可对于国家电网，我们却不能将1000千伏的特高压降成900千伏，所以一旦有了严重违规操作，我们面对的恐怕便是故障和大停电。

【责任编辑】张小萌