国外2起重要停电事故分析及启示

靳晓凌，代贤忠，张 钧

（国网能源研究院，北京 102209）

国外2起重要停电事故分析及启示

靳晓凌，代贤忠，张 钧

（国网能源研究院，北京 102209）

针对近年来国际上产生较大影响的大停电事故次数呈上升趋势的情况，主要介绍了土耳其3·31大停电事故和华盛顿4·7停电事故的基本情况，分析了事故中存在的技术问题、管理问题和机制问题，并给出了对我国电网企业安全管理的启示。

供电安全；停电事故；事故分析；电网风险

0　引言

2015年，土耳其、美国先后发生大面积和重要机构停电事故。土耳其的停电事故导致其全国81个省市中的80个省市电力中断，7 000万民众受到影响。美国首都华盛顿及周边地区的停电事故导致美国白宫、国会、国务院等联邦政府机构出现短时电力中断。这2起停电事故对所在国的生产生活和公众形象均造成了重大影响。

1　事故基本情况

1.1土耳其大停电事故

土耳其横跨欧亚大陆，是连接欧洲大陆和地中海以南国家的桥梁，在众多环地中海国家中扮演着关键角色。

当地时间2015-03-31T10：36，土耳其发生大规模停电，其全国81个省市中的80个省市出现电力中断情况，仅有靠伊朗送电的东部城市凡城（Van）未受影响。停电导致土耳其首都安卡拉（Ankara）和最大城市伊斯坦布尔（Istanbul）等多地的市政交通、航班、地铁和居民生活受到影响，这是自1999年马尔马拉地震以来最为严重的停电事故。停电2 h后安卡拉和伊斯坦布尔恢复了15 %的电力。当天下午，伊斯坦布尔恢复80 %的电力，安卡拉到伊斯坦布尔的高铁也恢复运营。至当天20：40，土耳其才全部恢复供电。

本次事故后，欧洲电网积极帮助土耳其恢复供电，与欧洲电网相连的色雷斯（Th race）最先恢复供电。2015年4月，土耳其与欧洲输电网运营商联盟（ENTSO-E）的5年电网互联试点项目圆满完成，正式签订了土耳其与欧洲大陆电网永久连接的长期协议。

1.2华盛顿停电事故

2015-04-07T13：00左右，美国华盛顿特区和邻近的马里兰州南部的大部分地区发生停电事故，华盛顿8 000用户和马里兰州20 000用户停电，白宫、国会、国务院等联邦政府机构以及华盛顿市内交通受到波及。白宫、国会大厦在停电数秒内启动了备用电源供电，但美国国务院办公大楼备用电源未能立即投运，导致停电数分钟，直接影响国务院每日新闻发布会的正常召开。14：15，白宫切入正常供电系统。14：30，供电全部恢复。

2　土耳其大停电事故原因分析

土耳其能源部长表示，该次停电事故与技术问题和管理不善有直接关系。

整个停电事故过程如图1所示。2015-03-31T01：00，土耳其第三大城市伊兹密尔（Izm ir）某电厂A由于技术故障停止运行（事件1），损失电力供应2 000 MW。由于正处晚间负荷低谷期，靠其他机组增加出力填补了缺额，系统维持正常运行。当日10：02，哈塔伊省（Hatay）的阿特拉斯（A tlas）火电厂由于技术故障停止运行（事件2），损失电力供应1 200 MW。上述2个电厂停运造成的功率缺额将近事故发生时整个系统负荷（33 000 MW）的10 %。为了支援功率缺额，土耳其最大的水电站阿塔图尔克（A taturk）水电站（装机2 400 MW）紧急增加出力（事件3）。潮流调整造成西部向东部送电的输电线路过载，造成库库罗瓦（Cukurova）地区，包括梅尔辛（Mersin），阿达纳（Adana），奥斯曼尼耶（Osmaniye）和哈塔伊（Hatay）4个省配电系统停运（事件4），进而导致伊兹密尔地区其他发电厂跳闸（事件5）。3月31日10：44，东南部的迪季莱（Dicle）水电站也停止运行，损失电力供应110 MW。

图1　土耳其停电事故过程示意

上述功率缺额造成土耳其电网的异常波动，为了预防事故蔓延波及欧盟国家，欧洲输电联盟将土耳其电网解列（事件6）。这进一步破坏了已经很脆弱的土耳其电网的稳定性，使其陷入孤立无援的状态（只有凡城靠伊朗的电力支援未停电），短时间内土耳其东西输电通道上的7条输电线路全部断开（事件7），东、西部电网解列，最终导致了大面积停电事故。

电厂技术故障是造成土耳其大停电事故的导火索，管理不善是导致事故范围扩大的主要原因。事故发生时，几个城市的输电线路同时安排检修，在网架不完整的状态下长时间运行，造成运行可靠性及输电能力降低，人为增加了电网运行风险。对于土耳其电力系统而言，管理机制不完善是导致其发展落后、电力系统风险管控能力不足的重要原因。目前，土耳其只有1家国有发电公司，发电量占全国总发电量的30 %左右，其余70 %左右的发电量都由私营电站提供。私营电站由于对电价不满，拒绝出售电力，进一步造成电力短缺。

土耳其电力工程师协会主席埃姆雷表示，长期以来，私营电站一直希望提高电价，但都遭到政府拒绝。2006年土耳其爱琴海沿岸地区，就曾发生过因私营电站不满电价而突然拉闸导致大规模停电的事件。

3　华盛顿停电事故原因分析

该停电事故是由位于马里兰州南部、距离华盛顿40英里（1英里=1.609 344 km）处的雷赛维尔（Ryceville）变电站设备故障引起的。事故过程如图2所示。该站内陶瓷绝缘子脱落，碰到230 kV输电线路，引起短路造成该站全停，事故扩大导致相连的翰威特路（Hew itt Road）变电站、摩根敦（Morgantow n）变电站和Chalk Point变电站停电，与Morgantow n变电站和Chalk Point变电站相连的2个电厂无法送出电力。这2个电厂装机容量分别为1 288 MW和2 647 MW，占马里兰州全部装机容量的30 %，上述故障导致华盛顿地区负荷中心电压显著下降。

引发此次事故的电网由PEPCO公司负责运营。由于该公司建设投入不足、设备老化，近年来已发生多起停电事故。根据华盛顿公共服务委员会的统计，2010年PEPCO公司1.2 %的客户经历过停电，平均持续时间196 m in；2013年0.88 %的客户经历过停电，平均持续时间124 m in。

图2　华盛顿停电故障示意

根据美国电力市场的定价原则，高可靠性供电电价约为基本电价的3倍，由供电公司提供备用回路供电。部分用户不愿承担高额的备用电使用价格，选择主动停电。PEPCO公司数据表明，事故发生当日，一些用户自动投入备用供电系统，未发生停电；另有129处没有切入备用供电系统，因此发生主动停电，受影响用户2 179户。

因简单的设备故障引发2个主力电源同时失去，而导致白宫等重要用户供电得不到保障。这反映出该地区配网结构不完善、变电站接线不合理、网架不够坚强、抵御电网事故能力不足的问题。

4　事故教训和启示

（1） 亟需探索新形势下电力健康发展和安全保障机制。一些国家电力安全供应面临责任主体增多、管理难度加大等诸多新问题，相关监管政策适应性也亟需完善。

（2） 电力市场要以安全经济双趋优为原则。美国电力市场以经济为导向，对安全性要求下降，造成电网建设投入不足、设备老化，运行可靠性不高。我国电力市场化改革实施过程中应坚持安全经济双趋优的原则，把握好经济性和安全性的平衡。

（3） 合理的电网结构是提高电网安全性的根本途径。美国华盛顿停电事故中，由于配电网结构和变电站接线设计的不合理，造成本地主力电源同时失去，无法为所在电网提供支撑，就地平衡亦不能弥补电网结构的脆弱性，造成区域性停电。

（4） 加强重要用户供电安全管理。一是重要电力用户应按照规范要求合理配置供电电源和自备应急电源，做好设备日常维护，定期开展设备隐患排查和治理，确保自备电源处于良好状态，遇有突发停电能够及时投入；二是加强电网应急抢修队伍建设，配置应急发电车和应急发电机等必要装备，提高应对处置电力突发事件能力，保障安全可靠供电。

（5） 高度重视检修等非全网架方式下的电网安全。我国正处在电网建设高峰期，设备检修、技改、线路搬迁改造、基建施工，以及铁路、公路、市政工程建设的配合停电，造成电网风险防控难度加大。应从电网网架结构、季节气候特点、运行特点及电网风险控制力和承受力等因素综合考虑，降低检修运行方式下的运行安全风险。

1 国网能源研究院.基于全业务链的电网风险辨识和风险预控机制研究［R］.北京：国网能源研究院，2014.

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

3 印永华，郭剑波，赵建军，等.美加“8.14”大停电事故初步分析以及应吸取的教训［J］.电网技术.2003，27（10）：8-11.

4 高 翔，庄侃沁，孙 勇.西欧电网“11.4”大停电事故的启示［J］.电网技术.2007，31（1）：25-31.

5 何大愚.一年以后对美加“8.14”大停电事故的反思［J］.电网技术，2004，28（21）：1-5.

2015-07-07；

2016-03-16。

靳晓凌（1979-），女，高级工程师，主要从事电网安全评价、智能电网发展战略、电网发展分析与评估方面的研究工作，email：Jinx iaoling@sgeri.sgcc.com.cn。

代贤忠（1986-），男，工程师，主要从事电力系统运行与控制方面的研究工作。

张 钧（1982-），男，高级工程师，主要从事智能电网发展、配电网故障诊断、故障选线、故障定位等方面的研究工作。