随着经济的发展和社会的进步,电力系统已经深度融入人们生产、生活的方方面面,现代社会的发展对电力的依赖性越来越强。8月15日16时50分左右,我国台湾多地突发无预警大停电。当天停电时间长达5小时,因为停电,各地出现不同程度的交通紊乱,多人被困电梯,受影响居民户数高达668万户。是什么原因造成了此次停电?专家们给出了相应的解答:人员操作失误、备用容量不足、电源结构的深层次矛盾是主要原因。台湾停电事件折射出的人员管理、电网结构等问题,值得思考。
直接诱因 工作人员失误
大停电所到之处造成混乱和创伤,危机专家甚至认为,“一次大停电,即使是数秒钟,也不亚于一场大地震带来的破坏”。
公开资料显示,这次停电是台湾18年来最严重的停电事故。在台湾,共计17个县市的668万户居民遭遇停电。按照一户两口人来算,停电波及人口约1200多万,而全台湾总共才2300万人口。据台湾本地媒体报道,仅高雄一市,经济损失就高达4000万新台币(约合人民币881万元)。
此次台湾停电的直接原因究竟是什么?据台湾电力公司官网发布的调查结果,这次大停电的直接原因是油气公司人员操作气阀失误,导致大潭电厂6台机组的天然燃气供应中断约2分钟。大谭气电厂是台湾第二大发电厂,隶属台湾电力公司,其满载时能供应全台湾三分之一的用电需求。
由于台湾桃园大潭电厂6台机组跳脱,供电容量减少约400万千瓦,电力系统频率瞬间降低,导致低频电压安全保护措施自动启动,造成多处停电。
什么是低频电压安全保护措施呢?一般情况下,电网需要保证发电量和用电量瞬时平衡。当发电量小于用电量时,电网就会自动按照设定减少部分用电,即按计划分区停电,从而保证发电用电平衡。
在发生事故时,一个电厂退运后,为了防止崩溃,相应地要切除等值的负荷防止电网频率显著下降,以避免严重的电网解裂或者崩网事故发生,所以直观上会出现停电故障。所以,此次事故的直接导火索,是燃气公司的工作人员误操作切断了管道供气,导致大潭电厂无法发电,引发电网事故。
调查结果公布后,部分媒体提出疑问:为何一个电厂退运,就造成如此大面积的停电事故。究其原委,还有哪些深层次原因?
主要原因 备用容量不足
“台湾电力建设缓慢,备用电量不足,是事故发生的深层次原因。”一名长期在电网工作的人士接受相关媒体采访时说道。
台电公司在记者会上表示,在电量供应不足情况下,停电当天已启动轮流分区限电机制。台电从18时开始分区停电,预计分三轮限电,每轮约1小时,第一轮预计影响237万户,第二轮195万户,第三轮236万户,共计影响668万户。
根据相关人士的调查,实际上,台湾早就有缺电的“先兆”——停电发生的前一周,因为花莲一座电塔被台风吹倒,台湾才刚刚陷入了持续近一周的“限电危机”。而该电塔的发电量,仅占总电量的4%。
也就是说,少了4%的电,台湾的电就可能随时出现赤字。而此次跳机的大潭电厂,所发的电约占总电量的10%;所以一跳机,全台湾就会停电。台湾核安专家、香港城市大学校长郭位称,这次停电不是意外,因为台湾的备载电能容量远低于10%。
备载电能容量,是指电力系统在设备检修、事故、调频等情况下,仍能保证电力稳定供给而增设的容量。根据电力系统多年运行经验,备用容量大致为系统最大负荷的8%至10%,才能在意外事故出现时确保大规模停电不会发生。公开资料显示:台湾全部装机容量自2009年突破4000万千瓦后,就一直在4100万千瓦左右徘徊,核电厂建设亦未能推进。这导致台湾电力装机备用容量不足。
近期,受连续高温等因素的影响,台湾电网长期处于高负荷运行状态,也对电网安全运行造成了一定影响。根据相关专业机构发布的《台湾大停电事故分析快报》显示,今年8月11日,台湾用电负荷达到3641.68万千瓦,最小备用容量却下降到64.32万千瓦,仅占全部负荷的1.77%。
相关业内人士表示,长期高负荷率运行就像走钢丝,一旦出现失误,大面积停电几乎是难免的。而台湾电网备用容量较低,事故出在哪一天也许是偶然,但事故出现完全是必然。根据台电公司的估算,从2015年开始,台湾电力备用容量率已在安全线以下。一旦一个大型发电机组跳机,就会发生大规模区域失压,甚至限电。根据测算,备用容量率低于10%,台湾就有缺电风险;低于7.5%,缺电已无可避免。
台电公司预估,若未来经济成长率及用电量成长平均以3.32%、1.9%计算,2018年备用容量率将降至7.9%,2019年仅剩4.8%,2023、2024年备用容量率更呈现负值,为-1.6%、-3%。
深层思考 发电要充裕 电网要坚强
关于此次停电的深层次矛盾,有部分专业人士表示,台湾现有的电力系统不断老化,台风、酷暑都会很容易造成设备损坏,造成限电。而除了备用容载率低之外,台湾电网孤网运行,也是造成此次大规模停电的一个原因。
以与台湾相对较近的福建为例。福建电网在华东电网的范围内,有坚强的大电网支撑。浙北—福州1000千伏特高压交流输电工程和两条500千伏高压输电线把福建电网和华东电网紧密地联系起来,有了大电网支撑,且本地500千伏环网形成,加上调度系统的支持,让福建电网风险抵抗力大幅提升。一旦发生大规模事故,在大电网调度的指挥下,亦可得到周边省份的电力支援。
台湾没有形成环网,电网间的支援能力相对较弱,一旦发生事故后,应急时间和措施上都会受到影响。相关从业人士分析,此次台湾的停电事故暴露出了人员管理、备用容量和能源结构的问题,更深层次的原因却是环境能源政策和电力不可能三角碰撞的必然后果。
电力不可能三角碰撞:廉价、环保、稳定可靠。任何一种发电技术,最多只能占据其中两项。比如燃煤发电,就是廉价而稳定可靠的,但二氧化碳排放强度非常大。而风电太阳能,则是环保却不稳定可靠。任何一种单一发电技术,都不可能做到既廉价,又环保,还稳定可靠。
近些年,能源生产和消费革命深入推进,电网在能源体系中的枢纽作用和中心地位日益凸显,电网安全对经济社会发展的意义更加重大。随着发电对于环保的要求越来越高,太阳能、风能等清洁能源迅速发展,而电力系统则相应地需要用越来越昂贵的代价,来保障系统的稳定和安全。
电网的管理体制应该符合电力流“必须随时平衡”的特点,确保统一规划、统一调度、协调控制的管理机制。必须高度重视市场因素对供电可靠性的影响,在风险概念的原则下协调经济性与安全性。保障电网安全应着重关注三点:始终把电网安全放在首位,坚持调度一体化和输配一体化,坚定不移加快骨干电网建设。
对于台湾,岛屿的发电系统面临的一大问题就是一次能源匮乏,煤、石油、天然气都依赖进口,成本很高。核电在经济和效益上都有不错的表现。而目前台湾核电进展停滞,风能、太阳能发电亦非其强项,新增电源建设的缓慢,都为电力系统的发展带来阻碍。
综上所述,台湾的大停电是值得思索,至少在几个点上值得注意:
其一,防患于未然,通过规范人员管理和操作流程,尽量降低错误操作引发事故的概率。其二,设置合理的电网备用容量,提高电网的应急能力。其三,不断完善电网网架结构,完善现有的支援、调度体系,提高电网的灵活性。其四,尊重经济规律、尊重物理规律,如果形成一个环保、经济又稳定的电网,那么就必须正视“用户要为环保付费”“用户要为稳定付费”“电价以正确的姿势上涨不是坏事”这三个论述。
对于现代社会,电力系统的安全就是对全社会最大的经济。只有电网坚强安全,经济社会产值的增加才有了动力,高新技术的研发才有了保障,人们追求更高生活品质的理想才有了载体。
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