美加大停电,时间：2003年8月14日 下午4:11pm 地点：美国8个洲 加拿大2个省,扰乱了5000万人的工作和生活 停电长达29小时 直接经济损失初估达300亿美元 系统失去61800MW的负荷 有史以来、全球最大的一次停电,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的大范围停电。受影响的人估计在加拿大有一千万（三分之一的人口）在美国有四千万。美国八个州以及加拿大的安大略省的电力中断,至少有包括508台发电机组的266个发电厂关闭。美国部分地区的供电在两天的时间内都未能恢复，在全部电力供应恢复前，安大略省的部分地区经历了历时一周以上的轮流停电。 布什要求调查、国会要求汇报 胡锦涛、温家宝批示要求：高度重视，防患于未然,美国东部时间下午4:11到4:15，首先在克利夫兰，托莱多、纽约市、奥尔巴尼、底特律以及新泽西州的部分地区报告发生停电，然后蔓延到纽约市的五个区以及长岛与威契斯特郡、新泽西州、佛蒙特州以及康涅狄格州的部分地区，安大略省南部的大部分地区，包括多伦多、汉米尔顿以及温索尔。估计受影响地区大约有24,000平方公里。,美国八个州：俄亥俄、密执安、宾夕法尼亚、纽约、佛蒙特、马萨诸塞、康涅狄格、新泽西和加拿大安大略省的约61800MW的负荷。,成千上万人跑到大街上,停电造成的影响,美国,应急措施 面对这次大规模停电事故，纽约市警察局启动了灾难应急计划。向全市增派了成百上千名警员。警察们来到重要路口指挥混乱的交通，将道路上拥挤不堪的人群分散以防发生意外，并要求警员严密关注证券交易所、桥梁、大厦等敏感地点。 纽约州、新泽西州和加拿大的一些城市都因停电先后宣布进入紧急状态。,在黑暗中摸索前进,纽约停电前后的对比,除了车灯在闪耀外，整个纽约市几乎笼罩在黑暗之中,月光下的曼哈顿，一轮明月在美国纽约曼哈顿西区上空显得分外明亮,全球光害卫星图,停电前的卫星图像,停电期间的卫星图片,供电恢复 在这次停电期间，电力公司对尽快恢复供电做出了很大努力。政府也要求民众予以配合，号召民众尽量少开空调、洗衣机和电视，尽可能避开高峰时间做饭。电力公司在恢复供电期间采取轮流停电的方式以尽可能减少对公众生活的影响。经过29小时后，到15日美国东部时间21：03，纽约市的电力供应全面恢复。但直到21日加拿大安大略省的电力供应还未彻底恢复稳定。,美国输电网现状 美国境内有三大主要互联电力系统：东部互联系统（包括美国东部2/3的地区和加拿大从萨斯喀彻温省向东延伸至沿海省份的地区 ）、西部互联系统（包括美国西部1/3的地区（不含阿拉斯加州）和加拿大阿尔伯达省、不列颠哥伦比亚省以及墨西哥的一小部分）和德克萨斯电力可靠性协会（ERCOT）。东部互联电网的东北部分（占该互联系统大约10%的负荷）在8月14日的大停电中受到影响，其它两个互联电网未受影响。,这三个电力系统在电气上互相独立，通过少数几条输送容量较小的直流相连。在每个系统内，扰动和可靠性事件在整个系统内几乎同时感受到，这种相互依赖要求在系统的使用者之间有很好的协调，以保证系统的可靠性。 当系统转为支持竞争性批发市场时，保证系统安全的协调行动的持续需要就成为公共机构面临的主要挑战。这也促使人们重新审视依赖交流输电的决定，增加了依赖直流输电的兴趣，因直流输电原则上会使协调行动变得简单一些。,在北美电网中约有140个控制区域。控制区在地理上相对独立，由电网调度运行中心、独立系统运行员（ISO）或区域输电组织（RTO）进行电网的实时控制，实现电力的实时发供平衡，维持系统的可靠运行。每个控制区的调度员通过调整机组出力，使本区域与其它区域的电力交换符合计划值，各控制区通过联络线彼此联结。为了协调更大区域内的电网运行，北美电力可靠性委员会（NERC）在北美设立了18个可靠性协调员，负责进行大区域内的电网可靠性分析，并且实时协调一个或多个控制区域在紧急情况下的电网运行。,美国高压输电系统 今天，美国高压输电线路超过了15万英里，输电网穿越了州、地区和墨西哥及加拿大的边界，跨越了电力企业的营业范围。通过输电互联系统将发电商与负荷中心联系在一起,交流输电线路长度（英里） 230KV 76762 345KV 49250 500KV 26038 765KV 2453 交流小计 154503,直流输电线路长度（英里） 250-300KV 930 400KV 852 450KV 192 500KV 1333 直流小计 3307,故障发生前区域电网的运行状况,由于空调负荷的影响，整个系统负荷较大，但仍属正常的范畴。 通过FE控制区的潮流很大，但完全在系统可以承受的范围内 频率质量比近期的历史差，但仍然在规定的安全运行范围之内 几台关键的发电机组处于检修状态，日计划中已经考虑了这几台发电机以及某些输电设备的停运，经过分析，他们认为系统仍然可以安全运行。,8月14日美国东部时间15:05，俄亥俄州北部的潮流数据显示FE电网的负荷近似为12080MW，FE控制区需要从外部输入2575MW的电力，占其总负荷的21%。在这种大量电力从外部输入以及伊利湖南部周围大城市有大量空调负荷的状况下，FE电网的无功需求迅速增加。FE的区域电网从外部净输入的无功约为132Mvar，导致俄亥俄州北部有几个地方的电压偏低。然而， 在8月14日美国东部时间15:05前，实际测量到的FE电网中枢点的电压是在FE电网规定的允许范围之内。需说明的是，东部互联电网的许多区域电网对电压合格率的要求比FE电网的标准高，例如：AEP(美洲电力公司）区域电网要求电压不能低于额定电压的 95%，而FE电网只要求电压不低于额定电压的92%。在8月14日，PJM（美洲电力公司的协调员）执行了大负荷条件下的电压管理方案，FE的调度员在系统范围内采取了许多的调压手段，如：增加发电厂的无功输出，改变发电计划，调整变压器分接头，增加电容器的投入以改善系统电压。,预备期 发展期 爆发期 恢复期,事故发展过程,预备期 (12:0515:06),高温大负荷 又有电厂退出 造成供不应求 部分线路过载,事故演变过程 从8月14日下午12:15开始，FE和AEP的控制区内发生了一系列的突发事件，这些事件的累计效应最终导致了东部电网的大停电。可划分为如下几个阶段： （1）第一阶段：一系列突发事件使系统运行状况逐渐恶化 这一阶段从12:05开始到14:04，其间有三个重要事件发生。,1）13:31 时Eastlake 5号机掉闸 由于空调负荷较高，无功需求较大，系统电压偏低，但与历史电压是一致的。 早在13:13，FE的调度员就关注过系统电压偏低的情况，曾向控制区内的机组发出过提高电压支撑的指令。 13:31 Eastlake 5号发电机跳闸。这台机组跳闸后，要求FE电网从相邻电网输入额外的电力以弥补机组跳闸所引起的功率缺额，这就使俄亥俄州北部电网的电压调整更加困难，难以维持较高的电压水平，也使FE电网在调整运行方式时缺乏灵活性。 详细的模拟揭示了Eastlake5机组停止供电是造成当天下午晚些时候停电的重要因素。,2）14:02时345kV Stuart-Atlanta输电线跳闸 由于 Eastlake 5机组关闭，使得输电线路负荷明显变得更高但仍在额定范围内。 14:02 时由于对树木放电该线路对地短路跳闸。它造成了MISO的状态估计软件不能有效运行，以致于16:04之前MISO都没能判明FE系统已处于很危险的运行状态。,3）14:14到16:04 MISO的状态估计软件失效 MISO的状态估计软件和实时安全分析软件在14:14到16:04之间没有进行有效运算，这造成了MISO没能及时对8月14日下午的电网安全问题提早告警。,14:14至15:59 FE的自动化系统故障 1）FE的告警系统失效 FE的SCADA系统中的告警和记录软件在14:14时收到最后一个有效告警信号后不久即出现故障。之后，FE的控制台上再没有收到任何告警信号。 2）EMS远方终端停止工作 在14:20至14:25之间，FE的一些安装在变电站的远方控制终端停止了运行，直到14:36 FE的系统调度员才发现这个问题。 3）EMS服务器故障 14:41时负责EMS告警处理功能的主服务器死机，随后备用服务器也发生死机，直到在13min后，即14:54。这两台服务器上的所有EMS应用程序都停止了运行。 FE控制室中的自动化系统故障造成了无法了解情况以及由于与树木接触使得FE的输电线路跳闸，则是停电事故的最重要原因,发展期 (15:0516:06),从单条线路跳闸开始 多条线路相继开断 潮流在网络中窜动 历时1个小时,1 15:0515:57 FE的3条345 kV输电线路跳闸 其原因都是线路对树放电 。当输电线路过热时，将会产生更大的弧垂。在线路负荷变得很大和环境温度过高的情况下，输电线路会过热,2 15:3916:08 俄亥俄北部的138kV 输电系统解列： 1） 15:3915:58 俄亥俄北部的7条138kV线路跳闸 2） 15：59 由于 West Akron的1变压器断路器故障，FE的 West Akron的138kV母线跳闸。这使得联接到 West Ahron变电站的5条 138kV线路停电。 3）16时5分55秒 DaleWest Akron的 138kV线路跳闸 16时5分57秒 SammisStar的345kV线路跳闸 随后在俄亥俄境内的3条138kV线路也迅速跳闸 SammisStar线路的跳闸标志着在俄亥俄东北部地区的系统问题引发了跨越美国东北部和安大略地区的大停电事故的转折点,爆发期(4:064:12),加拿大电网与美国东部电网之间发生振荡，造成线路、电站进一步停运 4:11pm 发生“雪崩”，造成大停电 共266多个电厂、508台发电机组、34000英里线路停运,系统崩溃 16:06时FE的Sammis-Star线路跳闸，触发了345kV高压系统的崩溃。系统崩溃是一旦发生便无法通过人为干预而制止的动态现象 。 7min内，大停电横扫美国东北部和加拿大。 从16:06时到 16时 10分 38. 6秒俄亥俄与宾夕法尼亚之间解列期间有29台（6）发电机组跳闸，这引发了第一次大的功率波动。 从16时10分 38.6秒到 16时 10分45.2秒是电网失步阶段，随着密执安一纽约一安大略新英格兰地区与东部互联电网的其余地区分离时，孤岛形成。因为欠频和欠压所导致的失步、励磁系统故障和配置中的变化而造成有50多台（1）的发电机纷跳闸。 从16时 10分45.2秒到16:13时是发电机组的大跳闸阶段，在孤岛形成后有431台（84）发电机组跳闸。,至16:13时已有超过266个电厂的508台机组解列，数千万人处于黑暗之中。解列后的东北部系统的频率、电压大幅振荡，进一步分解成更多小的孤岛。其中有些区域的负荷和发电达到平衡，维持了供电（如纽约州西部约保留了一半负荷），但大部分地区陷入黑暗。,恢复期(4:12次日晚),逐步“黑启动” 直至完全恢复供电,大停电的根本原因,电网严重老化，设施落后、设备不足 信息交流不畅，导致停电面积加大 保护控制不完善 没有统一调度指挥，丧失了处理事故的时机,从调度员角度分析美加大停电,调度人员处理突发事故的能力较弱 各级调度、相邻电网之间协调不足 自动化系统的设计和维护存在严重缺陷 调度中心管理问题,伦敦2003年“8.28”大停电。,停电34分钟，60地铁停运，50万人被困。,伦敦 8.28 大停电,伦敦 8.28 大停电,伦敦 8.28 大停电,吸取国外大停电教训，搞好我国电力安全生产工作,要做好电力发展规划，加强电网建设 电网运行要有足够的备用容量 要加强继电保护和安全自动装置的优化配置 要做好电网事故预案和“黑启动”方案 在我国进行电力市场改革时，要充分考虑电力系统的特点，避免可能对电网安全带来的负面影响；同时，明确并落实电力系统