AUG.14,2003FROMtheVIEWPOINTOF
关键词：美加大停电；电力系统调度；控制中心
1引言
2003年8月14日，美国东北部、中西部及加拿大安大略省发生了一次大停电事故。它造成的巨大损失和影响在美国电力史上是空前的，也引起了世界各国的高度关注。联合调查组历时半年多时间，经过大量的现场调查和模拟计算，于2004年4月6日公布了有关美加大停电的最终调查报告[1]。
此次事故所揭示的电网运行中的问题，特别是在电网结构日益复杂、电网互联日益紧密、市场环境下交易电量巨大、输电裕度逐渐变小的情况下，如何从技术上确保电网安全、稳定、经济地运行，对我国的电网调度运行工作有着重大的借鉴意义，因而，这次事故也引起了国内许多专家和工程运行人员的极大关注。我国学者从电网建设、自动装置的优化配置、电网监控和负荷模型研究等角度对该事故进行了反思[2,3]。从调度的角度分析，值得我们深思的一个问题是：从13:31时Eastlake5号机跳闸开始到16:05时Sammis-Star线路跳闸、系统崩溃，事故的发展共持续了2h34min，在这样相当长的一段时间内，调度员在做什么？他们是否有机会采取一些有效措施制止事故的发展？还是他们已经采取了一切必要的措施而事故仍无可避免？本文试图从事故的演变过程和事故中调度的表现来进行分析。2事故背景简介
2.1故障区域电网的运行模式
北美电网包括三个独立电网：①东部互联电网，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；②西部互联电网，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；③相对较小的德克萨斯州电网。这三个互联系统在电气上相互独立，通过少数几条输送容量较小的直流联络线相连。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。
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。
自1992年以来，美国联邦能源委员会（FERC）授权ISO和RTO执行其能源政策。其主要职能是负责大电网的实时和日前的可靠运行，并负责它们管辖范围内的电力市场的批发业务。ISO和RTO不拥有输电资产，但它们负责运行所辖区域内的输电设备。ISO和RTO本身可能就是一个单一控制区，也可能负责协调多个控制区域的电力运营。在前一种情况下，ISO和RTO承担控制中心的任务，如纽约ISO（NYISO）；而在后一种情况下，其功能更接近于可靠性协调员，如中西部独立系统运行员（MISO）。
8月14日的大停电直接影响了五个ISO/RTO：中西部ISO（MISO）、PJM互联电网（PJM）、NYISO、新英格兰ISO（ISO-NE）和安大略省独立市场运营者（IMO）。魁北克省虽然是东部电网的一部分，但它主要通过直流联络线与其它东部互联电网相连，而在这次事故中，直流输电联络线在东部电网内部之间起到了缓冲器的作用，因此魁北克电力系统并没有受到这次事故的太大影响。
大停电开始时只涉及两个控制区域¾¾第一能源公司（FE）和美洲电力公司（AEP），以及它们各自的可靠性协调员MISO和PJM。其中，FE负责运行俄亥俄州北部的控制区域；AEP负责运行俄亥俄州南部的控制区域，该控制区域就在FE的南面。MISO是FE的可靠性协调员，它是一个跨越一百多万平方英里的地区电网，包括37个控制区的可靠性协调员，该电网北起加拿大马尼托巴省，南至肯塔基州，西起蒙大纳州，东至宾夕法尼亚州西部。PJM是AEP的可靠性协调员，它分为东区和西区，在PJM东区，PJM是独立的控制区域；而在PJM西区，PJM充当8个独立控制区域的可靠性协调员。AEP位于PJM西区，MISO和PJM协调区域电网的互联非常复杂，有18条控制区域之间的联络线跨越了PJM/MISO可靠性协调区域的边界。
2.2事故发生前故障区域电网的运行状况[1][2][3][4]下一页
