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纽约停电!安全以外,让我们再谈谈智慧

作者:马佳 来源:国家电网报 发布时间:2019-07-23 浏览:
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近日,大洋彼岸的一则消息刷屏。当地时间7月13日19时左右,美国纽约曼哈顿地区遭遇停电,时代广场一片黑暗,百老汇演出中断,交通信号灯失效,地铁停运,电视台依靠应急电源播送新闻。当天恰逢1977年纽约大停电事件42周年,不少网友推测停电原因,网络攻击、外星人等均入选。据美国多家媒体报道,停电影响超过7万用户,供电5个小时之后恢复。

自3月委内瑞拉大停电、6月南美洲大停电之后,纽约曼哈顿停电已经是今年全球范围内被公众关注的第3次停电事故。如今,电气化普及率逐年提升,电力早已与现代生活融为一体。在纽约这样的大型城市中心区发生停电,值得探讨的除了如何保障电网安全外,或许还有未来城市供电智能化的众多可能性。

继电保护失效造成停电,舆论指向设备陈旧

当地时间7月13日19时左右,一向灯火通明的时代广场突然陷入一片黑暗。据美国福克斯新闻消息,纽约部分地区发生大规模停电,造成交通信号灯中断、电梯停运及地铁服务受到限制。美国电力公司联合爱迪生公司当天报告称,断电的包括曼哈顿中城与上西区在内超过7.2万用户,总共有6个变压器受到了影响。停电范围西起哈德逊河,东至第五大道,北起72街,南到40街,合计约30个街区。

这次停电迅速被各大媒体报道,很多民众也在社交媒体上发表了对事件的看法,晒出了曼哈顿一片漆黑的照片。一位亲历者当时被困地铁,她如此描述:在地铁里等了半个小时,找到站员询问,才被告知没有地铁运行了。在曼哈顿的大街上,由于交通信号灯无法运行,一位男士走到路中央,在穿梭的车流中挥舞着手杖,主动指挥起了交通。人们还担心,陷入黑暗的曼哈顿会给不法分子可乘之机。

据美国有线电视新闻网当地时间15日报道,美国电力公司联合爱迪生公司的初步调查显示,继电器保护系统没有按照设计运行是引发13日晚纽约大面积停电的原因。联合爱迪生公司发言人麦克·克伦德宁当地时间15日在纽约当地的一档节目中还警告说,随着气温的升高、热浪的到来,可能会有更多的停电发生。

相关专家表示,相较而言,13日的停电无论是从范围还是从时间上看,都属于城市局部停电,并非长时间、大规模的停电。之所以广受关注,是因为停电区域知名度较高。

纽约曼哈顿地区云集了大量的金融机构与总部,对供电可靠性的要求一直很高。该区域年均停电时间小于0.5分钟,与英国伦敦、新加坡并列为世界上供电最可靠的地区。在这个区域发生停电,确实令人惊讶。

“正常情况下,如果只是损失单个元件并不会引起停电,此次可能是故障后继电保护没有正确隔离故障,导致多个元件损失引起的停电。”中国电力科学研究院电力系统安全稳定研究室主任易俊表示,美国电网的主体网架在很多年前就成型了,这么多年来并没有太大的变化,且美国用电负荷增长缓慢、电力投资少、网架变化小,针对停电应对的研究投入也相对较少。

设备陈旧使不确定因素增多。国网能源研究院电网发展综合研究所所长韩新阳认为,纽约此次停电至少可以反映出两个问题——一个是设备老化,另一个是对电网安全的重视程度不够。美国的电力市场相对饱和,在电网建设、设备技术上的投入跟不上形势,事故风险的增大是必然的。

“结合世界范围内的停电事故来分析,大部分停电都是从继电保护出现问题开始的。”南瑞集团副总经理、总工程师郑玉平表示,继电保护是隔离故障的重要设备,此次停电可能是多级继电保护拒动,造成了较大范围的跳闸,导致了停电范围的扩大。

官方尚未公布更多的技术细节,美国的舆论则将矛头指向陈旧的基础设施。美国福克斯新闻网15日称“我们的大部分基础设施都是过时产品,它们迫切需要数十亿美元的投资来修复”。报道提到,对于这些“古老的”基础设施,一些小问题就会引发连锁反应。

阻挡停电“多米诺骨牌”,安全与智慧都不可缺

虽然我国多年来未发生大停电事故,但全球范围内的大停电确实给人们带来经济损失与恐慌感。如今,新能源的大量接入、“互联网+”智慧能源新技术的快速发展等对电网安全提出了新的要求。如何在复杂的情况下保证供电安全,值得研究。

之于我国电网,安全是第一要义。以国家电网有限公司为例,国家电网公司始终把安全生产放在各项工作的首位,加强安全风险防控,确保了电网安全稳定运行和可靠供电。在国家电网公司每年召开的大大小小会议上,“安全”是高频词。讲安全并不是停留在口头上,无论是优化电网结构、提升设备质量,还是加强队伍建设、落实安全责任,再到加强安全生产技术创新、提升网络安全管控能力,以及建立与庞大电网系统相匹配的防护体系,都是保障电网安全的基本要求。

“我国的大电网技术中,有很多是直接针对电网安全的。包括交直流协调控制、系统保护、精准切负荷、动态安全评估、混合仿真等。”易俊介绍,在配网方面,尤其是对重要城市重要负荷,通常都是要求配网可靠性达99.99%或99.999%以上,且肯定会有备用。

此次纽约停电值得反思。复杂的城市供电系统受到多种因素的影响,这一环环相扣的系统,从网架结构、人员安排,到技术更新,均需要被严格管控、通盘考虑每个环节的风险。韩新阳认为,应增大城市枢纽变电站、重要线路走廊等重要设备的保护力度,做到及早发现并及时消除隐患。另外,配电网自动化水平和运行监控能力的提升也将有助于故障的预判与防控,做到防患于未然。“目前我国正加快农村电网改造升级,缩小城乡供电差异。这对于提升我国整体供电质量有很大助益。”

在技术细节上,郑玉平认为,预防停电事故可以从加强运行维护、保证电力设备处于良好的运行状态入手。其一是继电保护本身要可靠,其二是在条件允许的情况下优化网架结构,提升配电网供电可靠性。另外,建立高效的抢修体系、培养高素质的抢修队伍可以缩短事故后的抢修时间、尽快恢复供电,也十分必要。

在数字技术与各产业不断深度融合的大背景下,挖掘新型智能化手段参与城市供电系统建设,则在技术的维度上拓展了抵达安全的路径。

“未来智能终端的覆盖范围会更广,这会节省事故处理的时间。”韩新阳介绍,以智能电表为例,它在远期或将具备远程控制的功能。这意味着用户可以遥控家中电器的用电时间等,对于提前发现用电问题也会有帮助。

停电是现代社会必然会遭遇的问题,那么在考虑解决之道时就不得不回归人本的维度。城市中有各种各样的人,产生各种各样的需求。针对不同的人设计不同的方案,定制个性化的应急用电套餐,是值得探讨的方向之一。

清华大学能源互联网创新研究院副院长高峰分享了他们与雄安供电公司的一个项目设计——在一个居民楼里共享不间断电源。“一栋居民楼里的用户不一样,比如老人可能停电后只需要照明,而有的用户则需要更多的电,可以根据不同需求支付不同费用。”高峰表示,泛在电力物联网在这方面具有优势。根据市场制定有针对性的、定制化的用电套餐,满足不同的应急用电需求,是未来可以探索的方向。

如何把应急能力植入用户也值得思考,设想在城市遭遇停电的时刻,如果电动汽车可以向电网输电,则至少可以保证路面照明和交通信号灯的用电。

高峰表示,此次纽约停电给人警示,大城市遭遇停电,备用电源方面应该有多元化的考虑,可以充分利用分布式储能来增加系统冗余。“将城市中分散的储能电站集合在一起就是储能云。这也是能源互联网里面一个核心概念,即虚拟化,盘活海量存量设备。把海量储能利用起来不仅仅对传统应急,而且对电网平时的调峰调频都会有帮助。”

目前,国家电网公司正加快推进泛在电力物联网建设,包括使用数字技术手段服务独居老人在内的一系列着眼民生的举措相继推出。停电虽可怕,但怀有人本精神的技术进步将一步步改善未来的用电格局,让人们更加智慧、便利、安全、舒适地生活。

关键字:泛在电力物联网

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