美国电力简报（北美大停电专刊）

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美国电力简报（北美大停电专刊）  
0 [; T6 k* A* y( h# p5 Z美国东部时间14日下午4时左右，美国东北部和加拿大部分地区发生大面积停电，致使一些城市出现交通拥堵，给成千上万的居民造成影响。随后，美国关闭了位于纽约等四个州境内的九座核电站。

4 k$ {9 M1 S  ]' X" o7 R: `   一、 停电造成的影响
   在纽约市，停电影响了地铁、电梯以及机场的正常运营，成千上万的市民受停电影响，涌上街头，街道上到处是拥挤的人群。在付费电话前，人们排成了长队，因为大部分手机因为停电而无法接通。市区的桥梁和通道开始禁止车辆进入市区。14日纽约市发生了60起严重火灾，电梯救援行动多达800次，紧急求救电话接近8万次，急诊医疗服务求助电话也达创记录的5000次。15日早上，尽管电力供应得以部分恢复，但由于地铁停开，交通信号灯仍没有恢复正常，成千上万的纽约市民一大早起来显得有些手足无措，街头景象忙乱不堪。
   美国这次的大停电，三大美国汽车制造厂停止生产、地铁停驶、交通阻塞、班机延误以及造成人民生活上的种种不便。估计一天的停电所造成的有形和无形的损失大约为300亿美元。
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+ B) i* O( K1 \* h$ N9 n) V9 U   二、 应急措施
+ w8 I8 Z; h9 g) E3 ?- g   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。
7 l% u& f, X" Z2 G$ }: a+ H: [   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。

7 Z% q8 L. B$ B& T2 y! C   三、 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。
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   四、 停电原因
4 N9 R- H( B2 S; v+ b   在停电事件发生后不久，对停电原因就有多种说法，加拿大方面开始时称是雷电击中尼亚加拉地区的电网造成的，而后又说是尼亚加拉地区电厂的火灾才是元凶，最后又认定是因闪电击中美国纽约州北部一家电厂引起火灾造成的。但是，美国方面则称，是加拿大输电线路故障导致了这次停电事故。
9 L) K& ^9 K& z. g" u) h, D   8月15日，白宫宣布美国和加拿大将组织一个特别调查委员会，负责此次停电事故的原因调查及提出相应对策。该委员会由美国能源秘书斯宾塞. 亚伯拉罕和加拿大资源部长赫勃.哈利瓦尔担任主席。
5 I/ Y2 Y  c! [  M   现在调查人员已经逐渐把目光集中在俄亥俄州北部三条输电线路上，这三条线路的故障可能就是造成北美大停电的根源。
   美国广播公司援引FBI等调查机构的报告表示，14日美国东部时间下午3：06，俄亥俄州克利夫兰市郊区的某条电力传输线路突然发生故障，其随后引发的一系列连锁反应很快就严重影响到了俄亥俄-密歇根州际电力传输线路的正常运行。当地的电力工程师曾经试图进行抢修，但一个多小时后，抢修工作宣布失败。
   在此之后，美国东北部历史上最严重的停电事故发生了：东部时间14日下午4：09，密歇根州兰辛市通用动力公司下属的两家发电厂首先停止运转。4秒钟过后，克利夫兰市和整个俄亥俄-密歇根州际的电力传输线路全部瘫痪。FBI还透露，俄亥俄州帕尔马市附近的另一家通用电力的发电厂随后也遭到波及而停止运转。
' K4 G* o) b* W# `　　北美电力安全委员会主席迈克尔·肯特表示，当时俄亥俄州电力部门采取了将故障电网和全国电网相分离的做法，希望以此保证全国供电不受影响，但实际上上述操作反而弄巧成拙，加速了停电故障在东北部地区的传播速度。
6 a" E5 w! W( e; m+ E$ c& M　　经营纽约州电网的纽约独立系统管理公司总裁威廉·缪斯勒也指出，该公司于当地时间14日下午4点11分监测到来自中西部一个电厂“惊人的”电力波动，这次波动导致电网瘫痪。他说，由于这次电力波动非常巨大，加拿大安大略省的系统无法承载，于是问题就转移到了纽约。纽约的发电机自动跳闸进行自我保护，正是这种自我保护，使纽约部分地区的电力供应能够在15日早上得以恢复。
专家正在设法查明为什么这些地方性输电缆供电中断事件，没有被隔绝，导致停电事件从密歇根蔓延到纽约市和甚至到加拿大。
' _+ m9 k; `# W: I3 n) r4 l　　北美电力可靠性理事会主席肯特星期六发布声明说：“我们目前相当肯定，停电事件是从俄亥俄州开始的。我们目前正设法查明为什么在三条输电缆失灵之后局面未能立即受到控制。”
( o' m2 P0 P* z6 X) W　　肯特没有具体说明是哪三条输电缆失灵，但该理事会的其他理事说，俄亥俄州克利夫兰地区在星期四下午有五条输电缆出问题，但导致大停电的是其中三条输电缆。
而负责运行管理上述线路并为俄亥俄州提供电力服务的第一能源公司的发言人则表示，该公司在事故发生后是“严格按照标准程序进行操作的”。 自上周四美东北地区大停电后，位于俄亥俄州的第一能源公司一直在接受调查。该公司发言人施耐德表示："我们系统遭遇的可不是几根线路跳闸这么简单。"
据称该公司的高压线路在断路前3个小时就出现了电流紊乱。
　　负责调查事故的人员也承认"该系统发生的问题可能是由其他公用电力系统的故障引起的。虽然我们可以确认连锁停电可能开始于俄亥俄地区，但目前对于事故的原因仍处于推测阶段。"
- D5 x6 o0 H1 @( Q" R  V　　第一能源公司为美国第四大私有公用电力公司，为俄亥俄、宾夕法尼亚及新泽西州430万用户供应电力。
　　根据美加两国在1965年大停电后达成的协议，美国有义务在电力网出现不稳定情时向加方进行通报。但在此次事故中，美方却未能履行该义务。加国官员对此颇有微辞。
2 v8 e. q; A% w3 o% c　　美国能源部长施宾塞承诺尽快查明事故原因，并对发现的问题立即加以整改。但他也强调说迄今尚未明确谁应对事故负责。预计最后事故调查报告至少要在一个月以后才能完成。
　　调查人员怀疑事故原因既有机械故障，又有人为因素。第一能源公司承认当电流紊乱时，控制室应亮起红色警报。但这个警报功能在上周事故中根本未被触发。

   五、 美国对停电事件的反思
1 g* G( V8 L& Z# H# T  R* d   此次北美历史上最大的停电事故发生后，克林顿政府时期的前能源部长比尔-理查森在《纽约时报》上发表了署名文章，公开批评布什政府和由共和党控制的国会在电力管理上存在着巨大疏漏。理查森指责布什政府没有对美国各大电力公司进行有效的管理和监督。比尔·理查森也说：“我们是世界上最强大的国家，但是，我们却拥有第三世界的电力供应网。”
　　另外，来自民主党阵营的2004年美国总统候选人也乘机向布什本人猛烈开火。民主党总统候选人之一鲍勃-格雷厄姆说：“两年前，布什总统与他在国会的同伙阻止了民主党追加投资以升级美国电网系统的提议。这次的断电事故再次表明，美国必须在电力网络基础设施上追加投资。”
   美国能源部部长斯宾塞-亚伯拉罕则认为在此次停电事故上布什政府没有任何过错，白宫在升级电网工程上已经尽其所能。但他同时也承认，由于用电总量的不断上升，美国的电力传输网络确实存在着老化的现象。
   美国总统布什在电视讲话中表示，此次大面积停电事故敲起了警钟，美国的供电系统太陈旧，美国的电网需要现代化。
  ]9 W! {! d' V+ Q. a  i! t$ j   一些人已经开始呼吁政府加大对电力产业的投资。金融观察家已经发出警告：美国消费者们可能要为美国电网升级改造买单，这项工程可能要花去500亿美元。美国能源部长斯宾塞·亚伯拉罕称，公用事业机构会承担电网升级工程的部分开支，但资金的绝大部分还是要转嫁到消费者头上。
* Y' i! e. s/ i4 Y. v4 r$ R   此次大停电事故也引发了对电力市场化改革的争议。美国《纽约时报》认为，在查找停电事故的根源时，取消管制规定这个根本原因几乎已被忽视。原则上，取消对电力行业的管制规定本应该使用自由市场的行为准则来形成合理的价格，并调节电力生产和需求。但是结果证明，电力与普通商品不同。电力不能大量储存，电力系统需要大量备用发电容量和传输能力，以满足像8月份的炎热天气这样的用电高峰时期的需求。电力系统还需要有大量的规划和协调，同时它还需要采取鼓励措施来促使人们对传输线路进行维修和更新。根据所有这些理由，取消管制规定的理论是失败的。相比之下，美国东南部的许多地方却保留了传统的管制规定，因此那里的电价便宜，电力供应也有保证。
美国现行电网管理是采用分散管理模式。美国电网的运行和规划分别由１００多个输电商来承担，而现在的电网必须支持跨地区的电力市场和复杂多样的交易方式，在这种分散的管理模式下，电网的稳定和高效很难保证。
2 P9 u2 i: S% ^9 J% i   不仅如此，由于联邦政府和州政府对电力市场都有一定的管理权限，在这种体制下很难形成一个协调一致的市场管理政策，双方在电力改革和改造过程中存在很大裂痕，很难步调一致，尽管州政府已许可在电力零售市场进行完全的自由准入竞争，但联邦政府却没有跟上步伐，相关能源法案在国会争吵不休，两党之间矛盾重重，各利益集团分歧严重。

   六、 国际社会的观点
   俄罗斯认为美国无统一电力系统和调度中心及完善的备用电力系统是导致此次事故的主要原因。俄塔斯社报道，俄罗斯统一电力公司董事长丘拜斯向媒体透露，该公司已成立了一个专家小组，专门研究美国重大停电事故的原因。丘拜斯认为，此次事故的根源在于，美国没有一个能够协调组织各地区电力调运的统一电力系统和调度中心。美国的电力系统由各地区的分系统组成，各地区系统自成体系，自我防护，相互间缺乏经常性的沟通。俄罗斯科学院下属的大型电力系统安全问题科学委员会主任阿纳托利·季亚科夫指出，美国发生的停电事故在俄罗斯是不可能发生的。他说，“美国没有建立起完善的备用电力系统，电力指挥调度也不够先进，因此未能及时将重要设施与备用系统相连接。在拥有这一系统的俄罗斯，将重要设施与备用电力系统相连接只需几分钟到几个小时，时间长短取决于该设施的重要程度”。这位专家说：“在俄罗斯，所有的核电站、水电站、热电站，不论是什么所有制，都被纳入上述备用电力系统，并且要遵守严格的作业程序。”据季亚科夫透露，在上世纪70年代纽约发生重大停电事故后，美国电力专家曾来到苏联，向苏联专家学习经验，但“现在看来，他们最终也没学到手”。
   日本舆论认为电力私有化存在严重弊端。美国电力私有化起步很早，有3000多家发电、供电和电力零售业公司在用电市场上激烈竞争。为降低成本，各公司很难进行大规模设备投资。
   在美、加发生大规模停电事故之后，日本电力中央研究所认为，日本出现大规模停电事故的可能性很小，理由是日本国内不像美、加等国那样输电线路跨越多个电力公司。日本专家指出，为了防患于未然，防止停电影响到其他地区，日本国内各电力公司虽然也有为了调节电力而相互连接的部分输电线路，但数量远比美国同样线路少。
   法国《世界报》在《停电的教训》一文中指出，长久以来，电的发展被看作人类进步与自由的象征，记录了人类征服自然的步伐。然而，这次发生在北美的大面积停电事故却表明，我们的社会对于这一能源的依赖性越来越强。如今，企业和家庭的电器化程度不断提高，尤其是信息业的迅猛发展，致使全社会对电力的需求越来越大，这对国家的供电系统构成了巨大压力和考验。这次大停电暴露了美国多年来在输电系统管理方面存在的重大缺陷。
; g$ u( R( h) e7 Z- Z0 g   作为世界上最大的能源消费国，美国一直非常重视能源供应问题。它修建了大批发电站，却忽视了输电系统的基本建设，因为这是一个不赚钱的部门。美国的输电网络大多建于二战结束后的那一时期，几十年来未能随着电力消费市场需求的增长进行有效的调整和发展，有关的基础设施现已严重老化。据统计，美国的电力消费量已超过英国的10倍，但对输电系统的投资却与英国的一样多。
  \: q! z0 q1 K3 s   还有的法国报刊指出，这次停电是“草率的私有化和私营企业盲目追求短期利润所带来的恶果”。美国自1994年起开始放开电力市场，输电网络均由私营公司经营管理。为了追求最大利润，许多公司都不愿在其管辖范围内投资新设施，以避免引进竞争，威胁自身的生存，有的公司甚至不择手段损害公众利益。首当其冲的受害者是美国加利福尼亚地区，多年来该州连遭停电，最近的一次是2001年1月，有100万人因此陷入持续断电的窘境。评论还说，如果电力市场失去其公用事业的特性，而完全依靠无调节的市场法则来发展，那么，大停电的事故也会在欧洲发生。
   另有报道认为，美国人节省能源的意识远不如欧洲人强。只要太阳光强烈一点，不少人就会把空调开到极限。因此，这次大停电也促使人们对个人的日常行为方式进行检讨。

5 k/ d' B; B. h0 I6 @& B☆美国输电网现状
   输电系统是20世纪最伟大的工程成就。它是一个通过高压输电线路联系发电与用户的互联大系统。依托高电压输电交流技术的重大决策产生了美国境内有三大主要互联电力系统：东部互联系统、西部互联系统和德克萨斯电力可靠性协会（ERCOT）。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。
   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。

美国高压输电系统

8 ~' ?$ F. V5 Z/ S' ]+ S# D电压 输电线路长度（英里）
1 [7 \/ v+ `& F- @交流　
230KV 76762
345KV 49250
500KV 26038
765KV 2453
1 j! b! ^4 w- o4 ^交流小计 154503
7 E3 g7 X. ]2 A6 _. w
直流　
! w% c* S" u9 I. w; @250-300KV 930
400KV 852
, C+ A2 y* B, D4 t9 M1 _4 j450KV 192
9 \6 O- q0 B: o5 N- `8 u500KV 1333
% \+ A/ u! ]/ m- B直流小计 3307
# e# \; R; v6 e: w交直流合计 157810

   保证输电系统安全已经变得非常重要，多年来，公用电力企业是系统的唯一使用者，通过自愿服从北美电力可靠性理事会（NERC）规划和运行标准，可靠性管理工作做得很成功。认识到每个公用电力系统的独特设计和协调运行的复杂性，系统运行人员依靠当地公用电力企业的专业技术知识去补充这些标准。
4 J6 R  O8 ?' ~% t% o   在1996年，联邦能源管制委员会(FERC)颁布了具有里程碑意义的888号、889号法令，要求电力公用事业机构允许非公用电力企业、独立发电厂使用公用输电系统。在此法令颁布之前，是由拥有发电厂的垂直一体化的公用电力企业统一决定自己所属电厂发电和与相邻公用电力企业交换电能。公用电力企业放缓了对新电厂的投资，非公用电力企业的发电量基本正常。FERC的法令是电力政策的一次重大变动，极大地改变了电力生产决策及输电系统的使用和运行方式。以往由垂直一体化公用电力企业统一集中决定电力生产的方式已经不再存在了，而是改为一大批新的市场参与者通过市场的力量来决定谁发电和哪里用电。从1999年起，输电系统逐步转变为电力批发市场所依赖的州际高速通道。
6 Z8 {+ h5 O* j7 l1 |   在过去的几年里，电力批发市场变得非常繁荣，新的市场参与者承担了发展商业电厂的风险和收益。从1996到1999年期间，电力批发市场的交易量增加了6倍多，加上负荷的持续增长和传统公用电力企业在电力批发市场中交易量的增加，这增加了扩大输电网的需要。现在一半以上的发电量在售给终端用户之前通过电力批发市场上进行交易。
   电力批发市场的建立使新的电力市场参与者有机会参与国家对新发电装机容量需求的建设，发电容量与用电负荷之比在经过几年下降之后，FERC现在预测以后将上升。在今后每一个10年里，夏季用电负荷和发电装机容量将大约增长20%。新增发电容量大部分将由独立发电商和公用事业机构下属的非管制企业投资建设。但根据最近我国资本市场合约和许多新电厂建设项目延期报告，这种趋势可能受到影响。
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☆美国能源部输电网研究报告内容提要
   美国输电网系统是由一个覆盖广泛的互联高压线路组成的,承担着将电能从发电商向用户输送的任务。输电系统必须足够灵活，随时满足国家不断增长的对可靠、价格合理的电力需求。
   在过去100年里，输电系统是由垂直一体化的公用电力企业建设，并负责本地区的电力生产和运输。相邻的企业间有少量的联络线以提高可靠性和进行富余电力交换。在过去的10年里，我们在电力批发市场引入了竞争，通过鼓励发电投资和提高运行效率的方式来降低用户用电成本。目前，我们的输电系统在电力批发市场中扮演着州际高速公路的角色。
) M1 M7 A1 z1 y4 G/ `* d   现在越来越多的证据表明，美国的输电网迫切需要现代化。因电力需求的增长和发电设备投资增加而新的配套输电设施没有相应跟上，输电系统已变得非常拥挤了。由于未完全过渡到公平高效的竞争性批发市场，使输电问题变得更加恶化。由于现有的输电系统并不是按当前的负荷水平设计的，经常性的输电限制和“瓶颈”增加了用户成本和停电风险。
   为保证当前及将来的可靠的价格合理的电力供应，有必要消除输电限制和瓶颈。能源部进行一个美国输电系统独立评估中发现：
* X  m9 w" U# Y; c5 W   * 我们美国输电系统帮助电力批发市场每年为用户减少了130亿美元的电费开支。
   * 尽管存在上述成效，但由于地区间输电线路阻塞，每年导致用户增加数亿美元开支。消除美国4个地区（加利福尼亚、PJM、纽约和新英格兰）中的任一个瓶颈，能为用户每年减少支出5亿美元。能源部的分析中还不包括所有因素，如瓶颈对可靠性的影响，如果加上这些，这个数还要更大。
- k' d0 ^* X3 `   * 引进先进的输电技术、提高运行业务水平、发电厂选址更靠近电力负荷需求地区、通过提高电能使用效率减少用电需求和分散布置电厂都有助于减少输电阻塞。
0 j* e6 Z; X3 S( Q* e2 a- G   * 更好利用现有设施能有助于延缓对新输电设施的需求，但还不能完全避免建设新输电设施。
   清醒的认识到输电瓶颈和我国输电系统需要现代化还有很多工作要做。电能在全部能源消费中的比例在不断上升，由1970年的8%上升到2000年的16％。这反映了我国经济在向高精尖、信息化方向转型。电能是不易储存的商品。输电系统基础设施是我国经济体的重要组成部分。设想一条州际高速公路没有储运车站和货栈，交通阻塞不仅意味着运输商品的时间损失，而且还损失商品本身。这是运输基础设施的特性。这就是为什么消除瓶颈和维护发展一个高效输电基础设施如此重要。这份报告提出了有助于保证一个强大和可靠的21世纪输电网的51条建议。其中主要有下列六条：
3 T) W# l. ?0 w3 M9 z7 F. E   第一， 通过完全过渡到竞争性区域电力批发市场加强管制。
   第二， 我们需要建立一套识别和提示关系国家利益的输电瓶颈的方法。
# Z+ i$ o9 L. j% ]+ f   第三， 我们能通过提高输电系统运行水平和充分利用现有设备的方法避免或延缓对新输电设施的需求。
9 v! k( N9 Q! N8 `8 h( D3 w2 c/ F, D   第四， 用户自愿减少用电需求、追求能源使用效率的选择权和分散分布电厂应在区域电力市场内协调。
   第五， 为保证可靠性规则的依法执行，必须包括对违规者的强制性惩罚，惩罚标准要与违规所产生的风险相称。
   第六， 能源部通过建立一个新的输配电办公室来加强对输电研究和发展及政策的领导。
8 P7 P; a3 l: M2 M   现在需要将研究提出的建议付诸于实施的时候了。私人企业和联邦、州和地方政府必须共同努力，保证我们的输电系统能满足国家21世纪对可靠、价格合理的电力需求。

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tulian2011

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