北美大停电事故分析报告
关于814美加大停电事故起因和建议的最终报告(中文_部分)
美加电力系统停电事故特别调查组关于2003年8月14日美国－加拿大停电事故起因和建议的最终报告2004年4月美加电力系统停电事故特别调查组2004年3月31日尊敬的总统和总理阁下：我们非常高兴地向你们提交美加电力系统停电事故特别调查组的最终报告。
在你们的直接授权下，特别调查组已经完成了对2003年8月14日停电事故起因的彻底调查，并且对所应采取的措施提出了建议，以便降低将来发生类似规模事故的可能性。
报告表明，本次事故应该能够避免，并且美国和加拿大都必须立即采取措施以保证我们的电力系统更加可靠。
最重要的是，必须使可靠性准则成为强制规定，并对不遵守准则的行为进行实际的处罚。
我们希望两国继续合作以落实报告中提出的措施。
如果不执行这些建议，将会威胁到供电可靠性，而这对经济、能源和国家安全至关重要。
特别调查组的所完成的工作，是两国政府间密切而有效合作的典型例证。
这种合作还将在我们努力实施报告中建议的过程中得到延续。
我们决心同国会、议会、各州（省）及所有股东合作，确保北美电网的坚强和可靠。
在此我们还要感谢特别调查组的全体成员和各工作组的努力工作和大力支持，使我们完成了停电事故调查并得到最终调查报告。
所有参与者都对此作出了重要的贡献。
我们提交此报告并乐观地认为此报告的建议将会使我们两国人民获得更好的电力供给。
美国能源部部长：Spencer Abraham 加拿大自然资源部部长：John Efford目录第一章．简介 (4)第二章．北美电力系统及相关可靠性组织简介.......... 错误！未定义书签。
第三章．停电事故................................. 错误！未定义书签。
第四章．大停电事故前北美东北部电网的状态.......... 错误！未定义书签。
第五章．大停电从俄亥俄州开始的过程和原因.......... 错误！未定义书签。
第六章．大停电事故崩溃阶段 ....................... 错误！未定义书签。
大停电事故及其教训
简要经过和原因分析 ：
伦敦大停电事件 ：
➢ 2003年8月28日下午英国伦敦经历了16年来第1次大停电。英国国家电网公司所属的伦敦南 部电力传输系统出现故障，导致该系统从18:20至18:57电力供应中断。停电影响了EDF能源 公司的410000个用户，事故主要发生在伦敦南部地区，停电共损失负荷724MW，约为当时 整个伦敦负荷的20%。
➢ 英国国家电网公司在事故后进行了调查，故障出现的原因是在2001年更换老设备时安装了一 个不正确的保护继电器，致使自动保护设备误启动，而切除Hurst变电所的变压器不是造成 本次事件的直接原因，它使伦敦电力供应量瞬间减少了五分之一。由于电力缺额过大造成了 这次大停电。
北欧大停电事件 ：
➢ 2003 年9月23 日北欧电网中的瑞典中部和南部电网及丹麦的东部电网发生大面积停电，停 电区包括瑞典首都斯德哥尔摩，重要城市马尔及丹麦首都哥本哈根。瑞典东部奥斯卡斯汉姆 核电厂3号机(1135MW)及西部林哈尔斯核电厂3号机(920MW)及4号机(885MW)停运。
可吸取的教训：
❖ 元件的故障或扰动，在局部系统内部采取措施来消除影响，不使其扩散到局部系统外； ❖ 区域系统之间输电断面上的故障，切除故障元件后尽量保持输电断面的完整性； ❖ 反应元件运行异常的保护应与系统的安全自动装置协调动作，保证网络连接的强壮性，尽量
满足输电能力与输电需求的平衡，切不可独立、无序乱动； ❖ 互联系统失稳后，应按功率尽可能平衡的原则有序解列，避免大面积停电，并有利快速恢复。
巴西大停电事件 ：
814大停电原因及分析
美加“8.14大停电”原因及分析北美电力可靠性委员会（NERC）对有关8.14大停电原因的报告以及有关方面的资料清晰地给出了此次事故的起因和发展过程，现简述如下。
从2003年8月14日下午美国东部时间（EDT，下述均为此时间）15时06分开始，美国俄亥俄州的主要电力公司第一能源公司（First Energy Corp.，以下简记为FE）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大面积停电。
其影响范围包括美国的俄亥俄州、密执安州、宾夕法尼亚州、纽约州、佛蒙特州、马萨诸塞州、康涅狄格州、新泽西州和加拿大的安大略省、魁北克省，损失负荷达61.8 Gw，影响了近5千万人口的用电。
事故演变过程可分为如下几个阶段:（1）事故发生前的阶段。
图1中，各系统之间靠345kV和138kV线路构成一个交直流混联的巨大电网，其总体潮流为自南向北传送。
属于事故源头的第一能源(FE)系统因负荷高，受入大量有功，系统负荷约为12.635GW，受电约2.575GW(占总负荷的21%)，导致大量消耗无功。
尽管此时系统仍然处于正常的运行状态，但无功不足导致系统电压降低。
其中FE管辖的俄亥俄州的克力夫兰-阿克伦（Cleveland-Akron）地区为故障首发地点。
在事故前，供给该地区有功及无功的重要电源：机组戴维斯-贝斯机组（Davis-Besse）和东湖4号机（Eastlake4）已经停运。
在13∶31东湖5号机（Eastlake5）的停运，进一步耗尽了克力夫兰-阿克伦地区的无功功率，使该系统电压进一步降低。
（2）短路引起的线路开断阶段。
15∶05俄亥俄州的一条345kV（Chamberlin-Harding）输电线路在触树短路后跳闸（线路开断前潮流仅为正常裕量的43.5%），致使由南部向克力夫兰-阿克伦地区送电的另外3条345kV线路（Hanna-Juniper、Star-South Canton和Sammis-Star，如图2所示）的负荷加重（其中Hanna-Juniper线路上增加的负荷最多，同时向该地区送电的138kV线路的潮流也随之增加，如图3所示。
(完整版)8.14美加大停电事故原因分析及启示
8.14美加大停电事故原因分析及启示美加大停电事故原因作初步分析（1）电网结构方面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。
这次发生大面积停电事故在东部地区。
被认为造成大停电的主要导火线是包括底特律、多伦多和克利夫兰地区的Erie 湖大环网，沿该环网流动的潮流经常无任何预警地发生转向，造成下方城市负荷加重。
此次系统潮流突然发生转向时，控制室的调度员面对这一情况束手无策。
（2）电网设备方面美国高压主干电网至少已有四五十年的历史，一些早期建设的线路及设备比较陈旧，而更新设备又需要大量资金投入。
投资电网建设的资金回报周期长、回报率低。
例如在20世纪90年代，投资发电厂资金回报率常常在12%~15%，而投资输电线路只有8%左右。
因此，只有当供电可靠性问题非常严重，或是供电要求迫切时，电力公司才会考虑投资修建输电线路。
另外，环保方面的限制也增加了输电线路建设的难度。
（3）电网调度方面由于没有统一调度的机制，各地区电网之间缺乏及时有效的信息交换，因此在事故发展过程中，无法做到对事故处理的统一指挥，导致了事故蔓延扩大。
国际电网公司（ITC）追踪到大停电以前1h 5min的数据，认为如果能够早一点得到系统发生事故的一些异常信号，就可能及时采取应急措施，制止大停电事故的发生。
（4）保护控制技术方面美国电网结构复杂，容易造成运行潮流相互窜动，增加了电网保护、控制以及解列的难度。
这次停电事件中，在事故发生初期FE与AEP公司的多条联络线跳闸（有些在紧急额定容量以下），对事故扩大起到推波助澜的作用。
NERC在对事故记录的调查中发现许多“时标”不准确，原因是记录信息的计算机发生信息积压，或者是时钟没有与国家标准时间校准。
美加_8_14_大停电事故初步分析以及应吸取的教训_印永华
10
Power System Technology
Vol. 27 No. 10
及时有效的信息交换，因此在事故发展过程中，无法 做到对事故处理的统一指挥，导致了事故蔓延扩大。 国际电网公司（ITC）追踪到大停电以前 1h 5min 的数 据，认为如果能够早一点得到系统发生事故的一些异 常信号，就可能及时采取应急措施，制止大停电事故 的发生。
美加“8·14”大停电事故初步分析以及应吸取的教训
印永华，郭剑波，赵建军，卜广全
（中国电力科学研究院，北京 100085）
PRELIMINARY ANALYSIS OF LARGE SCALE BLACKOUT IN INTERCONNECTED NORTH AMERICA POWER GRID ON AUGUST 14 AND LESSONS TO BE DRAWN
大停电事故及其教训
正在研究、未来可能装备电网的保护
以尽可能快的速度、在尽可能小的范围内切除故障，减 少系统产生的不平衡能量
二、我国保障电网安全运行的“三道防线” （2）
第二道防线：保障电网安全运行的安全自动装置 自动重合闸装置：除减少重合于永久故障时系统不平衡能量 外，尽量减少网络拓扑的变化，尽快恢复网络输电能力；
一、国际大停电事故及其教训（4）
高周切机
G
12/10 各线路配置过负荷后备保护
D
失步解列M1 12/8
G
G
5/4
12/10
高周切机 3
C
10 低 周 减 载
E
6/4
2"
A
5/4 低 压 低 周 减 载 7 秒 动 作 4
高周切机
3 "
7/4
F
16
失步解列M2
B
G
4"
3
8/8
高周切机
图1 正常潮流状态及自动装置配置
2003.9.1
马来西亚
马来西亚北方5个州发生大停电事故，停电持续约4个小时。
一、国际大停电事故及其教训（2）
美国发生的其它大停电事故－预防特大停电事故是对现代科学技术的挑战
事故名称
美国东北部大停电
时间
1965.11.9
后果
最长停电时间达13h，影响居民3000万人，直 接经济损失达1亿美元。 停电时间达25h，停电引起贫民区纵火与抢劫， 华尔街计算机停电，损失价值超过百万人小时。
4
12/10
4''
8/8
G
16
低 压 减 载
5
''
3
美国得州极寒天气停电事故分析及启示
谢谢观看
一、事故原因及影响
此次美国得州大停电事故的主要原因在于能源基础设施的老化和对新能源发展 不足。在得州，特别是休斯敦地区，由于对传统化石能源的高度依赖，当地电 网在面临极端天气条件时显得极其脆弱。在炎热的夏季，居民用电需求激增， 而风力发电和太阳能发电的供应不足，使得电网负荷加大，最终导致了这次大 停电。
这次事故给美国以及全球的新能源发展敲响了警钟。首先，它暴露了过度依赖 化石能源的弊端。尽管得州在努力推动能源转型，但在实际操作中仍然存在困 难和挑战。其次，这次事故也凸显了新能源并网发电的重要性。在面对突发事 件时，只有具备稳定、可靠的能源供应，才能保障社会正常运转。
二、对我国新能源发展的启示
我国在新能源发展方面已经取得了显著的成效，但仍可以从此次美国得州大停 电事故中吸取教训。
4、建立预警机制和应急预案
得克萨斯州在面对极寒天气时缺乏有效的预警机制和应急预案，导致了大规模 停电的发生。因此，我国需要建立预警机制和应急预案。这包括加强对气象、 水文等自然灾害的监测和预警工作，以便及时采取有效的应对措施。还需要建 立健全的应急预案制度，以保障在突发事件发生时能够迅速做出反应并最大限 度地减少损失。
总之，美国得克萨斯州的电力危机事件对我国电力行业具有一定的启示作用。 我们应该从中吸取经验教训，加强电力基础设施建设、重视能源多元化和清洁 能源的工作，以保障我国电力供应的安全性和稳定性。
参考内容
随着气候变化的严重性日益凸显，全球范围内对于新能源的探索和开发已经成 为了重要的议题。然而，最近在美国得州的重大停电事故，却给全球的新能源 发展带来了警示。本次演示旨在通过分析此次事故的原因和影响，探讨其对我 国新能源发展的启示。
2、重视能源多元化和清洁能源 的发展
(完整版)关于814美加大停电事故起因和建议的最终报告(中文_部分)
美加电力系统停电事故特别调查组关于2003年8月14日美国－加拿大停电事故起因和建议的最终报告2004年4月美加电力系统停电事故特别调查组2004年3月31日尊敬的总统和总理阁下：我们非常高兴地向你们提交美加电力系统停电事故特别调查组的最终报告。
在你们的直接授权下，特别调查组已经完成了对2003年8月14日停电事故起因的彻底调查，并且对所应采取的措施提出了建议，以便降低将来发生类似规模事故的可能性。
报告表明，本次事故应该能够避免，并且美国和加拿大都必须立即采取措施以保证我们的电力系统更加可靠。
最重要的是，必须使可靠性准则成为强制规定，并对不遵守准则的行为进行实际的处罚。
我们希望两国继续合作以落实报告中提出的措施。
如果不执行这些建议，将会威胁到供电可靠性，而这对经济、能源和国家安全至关重要。
特别调查组的所完成的工作，是两国政府间密切而有效合作的典型例证。
这种合作还将在我们努力实施报告中建议的过程中得到延续。
我们决心同国会、议会、各州（省）及所有股东合作，确保北美电网的坚强和可靠。
在此我们还要感谢特别调查组的全体成员和各工作组的努力工作和大力支持，使我们完成了停电事故调查并得到最终调查报告。
所有参与者都对此作出了重要的贡献。
我们提交此报告并乐观地认为此报告的建议将会使我们两国人民获得更好的电力供给。
美国能源部部长：Spencer Abraham 加拿大自然资源部部长：John Efford目录第一章．简介 (4)第二章．北美电力系统及相关可靠性组织简介........... 错误!未定义书签。
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一、事故概括及背景
美国东部时间2003年8月14日16:11，以北美五大湖为中心的地区发生大停电事故，这是北美有史以来最大规模的停电事故，停电涉及美国整个东部互联电网。
事故中至少有21座电厂停运，约5000万人受到影响，纽约州80%供电中断。
二、事故的发生及控制措施
（1）8月14日14:00，位于俄亥俄州北部的一个550MW发电机组停运，导致在15:06俄亥俄州Chamberlain–Harding 345kV线路跳闸，其输送的功率转移到相邻的 345kV 线路（Hanna–Juniper）上，此时系统还处在正常状态。
（2）15:32 由于长时间过热下垂接触树木和警报系统失灵，Hanna–Juniper 345kV 线路因短路故障而跳闸，克利夫兰失去第二回电源线，电压降低；密歇根州内线路潮流保持稳定。
此时系统电压超出允许范围，变为紧急状态。
（3）15:41至16:06三条345kV 线路相继跳闸，但供电公司认为，虽然有一些线路跳闸，系统也是安全的，因而未与其他相连系统解列，导致发生了一系列连锁反应，更多回输电线路跳开、潮流大范围转移、系统发生摇摆和振荡，系统有功和无功功率不再平衡，系统转变为崩溃状态。
（4）事故发生几小时后系统开始逐步恢复负荷，系统进入恢复状态，截止到8月15日11:00，共恢复负荷 48600MW。
大部分跳闸线路和停运机组都恢复了运行，绝大部分受影响的居民恢复了正常用电。
8月17日17:00，除了密歇根至安大略的线路外，所有在大停电中停运的线路都投入了运行。
三、系统运行的建议
（1）做好电力系统的统一规划
发生大面积停电事故，其主要内在原因是缺乏统一规划，在高峰负荷时线路负载重，发生“N-1”故障时极易导致相邻线路过载而相继跳闸。
（2）坚持统一调度的方针
美国没有一个能够协调组织各地区电网运行的统一电力调度中心，电网调度和运行缺乏统一有效的管理机制。
应坚持统一调度的方针，确保整个电力系统的安全和稳定运行。
（3）电网运行要有足够的备用容量
这次事故发生在电网大负荷运行期间，电源备用不足。
一旦电网发生故障，大电源退出，就会因供电不足而产生连锁反应，使事故扩大。
（4）加强继电保护和安全稳定自动装置的优化配置
电网事故的扩大都与继电保护和安稳装置的配置有关系，需要发展先进、可靠的继电保护装置和稳定控制技术，避免大面积停电事故的发生。
（5）做好反事故预案和“黑启动”方案
大电网运行时，存在因各种原因导致事故扩大的可能性。
因此，做好电网事故发生后的处理预案和电网一旦崩溃后尽快恢复的“黑启动”方案十分重要。
（6）加强电力系统计算分析和仿真试验工作
通过事故预想分析，找出系统中存在的薄弱环节，对可能发生的事故作好预案，这对于防止大面积停电事故的发生是十分重要的。