8.14美加大停电事故原因分析及启示
美加大停电简介.pdf
18.14美加大停电的经过和启示内容摘要1.基本情况2.事故起始及发展过程3.事故过程中的分析4.事故原因初步分析5.北美可靠性委员会采取措施细节6.美加大停电的启示1.基本情况美国东部时间2003年8月14日16时11分（北京时间8月15日4时11分）开始，美国和加拿大东北部联合电网发生大面积停电事故。
美国发生事故的电网，总装机容量为6.59亿千瓦。
在事故发生的最初3分钟内，就有21个电厂停止运行。
此后共造成约100个发电厂，其中包括22个核电站被迫停止运行。
停电范围约240万平方公里，美国8个州约70万平方公里受影响的居民人数共计5千万，加拿大两省约170万平方公里的地区受影响人口达1000万。
1.1.基本情况(续)¾PJM互联电网：400万千瓦（宾州-新泽西-马里兰联合电力系统）¾中西部ISO：1850万千瓦¾魁北克水电：10万千瓦¾安大略IMO：2100万千瓦¾新英格兰ISO ：250万千瓦¾纽约ISO：2440万千瓦1.1.基本情况(续)1.1.基本情况(续)2.事故起始及发展过程¾正常情况下，潮流从南部和东部注入俄亥俄州北部和密执根州东部¾由于一条线路因灌木丛火灾而跳闸，俄亥俄州北部和东部系统隔离¾由于一条线路因过负荷而跳闸，俄亥俄州北部和密执根州东部均和南部系统隔离¾潮流走向变为逆时针倒转，从宾夕法尼亚州经过纽约州、安大略省、注入密执根州，从而向俄亥俄北部和密执根东部供电¾正如当天所发生的那样，因为纽约州内部电力需求相对较小，大量功率从纽约州输出到安大略省¾历史上，纽约州常常需要输入电能¾纽约州和安大略省解列¾由于纽约州和安大略省解列，大量潮流无处可去，突然触发了纽约州大停机¾东部互联电网解列¾大面积停电事故发展过程图示线路跳开通道断开发电机切机事件序号12:05:44 –1:31:34 PM 发电机切机1)12:05:44 –Conesville＃5 (额定值375 MW)2)1:14:04 –Greenwood ＃1 (额定值785 MW)3)1:31:34 –Eastlake ＃5 (额定值597 MW)12:05:44 –1:31:34 PM 发电机切机Conesville电厂位于俄亥俄州中央；Greenwood 电厂位于底特律北部，Greenwood ＃1机组在1:14:04 跳开，1:57恢复运行；Eastlake＃5机组位于俄亥俄州北部Erie湖南岸，与345 kV系统相连。
北美大停电事故分析报告
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。
美加大停电对处于变革中的电力行业的一些启示
更深层次来讲，美国电力行业的“放松管制”被视为此次美加大停电的罪魁祸首，同时也被视为电力无数事故的原因。美国国内的电力消费量非常庞大，一方面美国建立了更多的电厂，已足够满足美国大部分地区的需求，而另一方面，连接电厂与区域输电公司的高压电网系统，以及区域间交互的电网系统，却在美国电力行业放松管制进程中，建设进展迟缓。美国的用电量在过去四年增长了8%，发电能力增长了12%。然而这一期间对于传输线路的投资每年为20到50亿美元，仅仅是维持其电力增长需求的一个零头。
因此，中国的电力体制改革必须顺应国情，需要仔细研究，慎重确定放松管制的程度，以及放松管制的时间表。
4、美加大停电给电力行业带来的启示
美国在历史上已经发生了三次大停电事故，反映了在美国电力行业放松管理的不同过程中所面临的问题，主要根源在于在电力交易日趋频繁的过程中，电网能力不足，而又没有投资电网的动力。此外，美国电力行业监管机构也迫于各州的压力没有成功采取有力的措施改变局面，促使整个国家采用统一的可靠性标准，或者创建区域性组织，监控国内跨大型区域的电力输送等努力，都失败了。在某些区域，特别是位于 南部和西北地区的大型的电力公司，以及他们所支持的政客，都竭尽全力阻挠联邦电力可靠性委员会执行强制性可靠性标准，或者采取类似统一的电力市场准则等举措。甚至，他们会用类似“州的权利”来证明他们的观点，事实上，他们希望保护当地财产，而这些行为阻止了整个体系的现代化的实现。此次美加大停电又充分显示了这一根源性原因导致的恶果，因此采取有力措施避免相同事故的发生成了美国电力行业进步的当务之急。同时，正在经历电力行业改革的世界各国也有必要通过这一事件，汲取教训，采取的必要的行动来防止类似事件重演。
大停电事故资料
向北出宾夕法尼亚通过纽约、安大略到密歇根的冲击 潮流的结果是，4s后这四条线路相继跳开，将纽约与宾夕 法尼亚分离。 这种情况下，东部互联电网的北部（它仍包括密歇根 东部、俄亥俄北部迅速减小的负荷）仍通过2个位置（1.在 东部，通过纽约与新泽西的联络线；2.在西部，通过安大 略、马尼托巴、明尼苏达之间的230 kV线路）与互联电网 其它部分相连。很大的潮流通过纽约与新泽西联络线向北 移。
12:05:44 – 1:31:34 PM 发电机切机
1)
2) 3)
12:05:44 – Conesville＃5 (额定值375 MW) 1:14:04 – Greenwood ＃1 (额定值785 MW) 1:31:34 – Eastlake ＃5 (额定值597 MW)
Conesville电厂位于俄亥俄州中央；
Fostoria Central-Galion线路形成从俄亥俄中部到北部通道 的一部分，此路径由于4:08:58 Galion-Muskingum-Ohio Central 线路跳闸以及4:09:06 East Lima-Fostoria Central线路跳闸而阻 塞。 靠近宾夕法尼亚边界，位于Erie湖南岸的Perry 1核电站机 组，以及靠近Cleveland 的Avon Lake电厂＃9机组几乎在同一 时间跳开。当连接Cleveland和Toledo地区的Beaver-Davis Besse 345 kV线路跳开后，使Cleveland地区与东部互联电网分离。 Cleveland地区最初由于低频减载动作而自动甩负荷，最终由 于线路跳开而甩负荷。
线路是从俄亥俄州西南 部至俄亥俄州北部输电 通道的一部分， 由于线路经过部分地区 发生灌木着火而导致线 路断开（着火产生的过 热空气使线路上方空气 电离而发生导线短路）。
美加814大停电介绍以及启示
2：事故连锁效应阶段
从8月14日下午12：15开始，FE（第一能源公司）和AEP（美国 电力公司）的控制区内发生了一系列的突发事件，这些时间最终导致 了东北部电网的大停电，按照一些重要事件的发生顺序，事故的演变 过程可以分成以下几个阶段。
（1）第一阶段；12：05到14：04，其间有两个重要事件发生
图1 美加大停电地理区域
二：“8.14”大停电的后果
• 1： “8.14”大停电造成美国东北部和加拿大东部机场瘫痪 、 公共交通瘫痪 、航班延迟 、成千上万的人被困在地铁 、电 梯 、火车和高速公路上，超过5000万人的失去电力供应，停 电时间29h后才完全恢复电力 ；
• 2： “8.14”大停电给美国经济带来严重影响 ，据美国经济专 家预测 ，此次美国历史规模最大的停电事故，所造成的经济 损失可能多达300亿美元/d，而据纽约市政厅估计 ，此次停电 造成纽约市财政减收7.5亿美元 ，税收减少4000万美元 ；而 加拿大方面，其经济损失也高达23亿加元；
• 西部电网包括美国西部、加拿大的两个省以及墨西哥北部地区， 区内是WECC（西部电力协调委员会）协作区。
• 得克 三大联合电力网非同步运行，相互之间通过背靠背直流系统联 络。
• “8.14”大停电主要发生在北美大联合电力系统，其是世界上 最大的联合系统，到2007年总装机容量超过13亿kw，覆盖美国、 加拿大和墨西哥的一部分，由4个同步电网组成：东部电网、 西部电网、德克萨斯电网和魁北克电网。
图6 俄亥俄州部分地图
图7 事故中心潮流的大致分布 图8 事故中心潮流的数值及其流向
“8.14”大停电的发生过程
一：事故累积阶段 电网运行状况逐步恶化的累积效应是大面积停电的前奏，影响电网运
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。
美加大停电事件体制根源探析
美加大停电事件体制根源探析美、加“8〃14”大停电事件，再次引发了人们对电力体制改革的思考。
停电事件的发生有一定的偶然性，原因也是多方面的，不能因此一概否定美国的电力体制改革，但美国近年来的几起事件，比如：加州电力危机，几次电价的急剧上涨，大面积停电事故频发等等，与其电力体制也存在必然的联系。
加州电力危机，从某种程度上使人们对电力改革的长期性和复杂性有了新的认识，改革举措的出台也因此变得比较谨慎了。
美、加“8〃14”大停电事件的发生，对其改革的决策和推进势必产生深刻的影响。
同时对美加停电事件进行分析，可以给我们许多启示。
1、美加停电事件给予我们最直接的警示是：改革应当重视电网安全问题。
在美国推行电力改革伊始，就有专家警告，如果不予以高度重视，放松管制就可能变成灯火管制。
“8〃14”大停电事件，不是第一次，也不会是最后一次。
根据ABB专家的介绍，在世界各国电力改革的初期，电网的可靠性都不同程度有所降低。
专家认为，该事件之前，有些人处在一种感觉良好的环境中，事件后，发现所谓的安全环境并不存在。
改革与安全应当是并行不悖、相辅相成的，电力体制改革的推进不是以牺牲电力系统的安全、可靠性为代价，相反，改革和发展的目的之一就是要实现更高的安全、可靠性这一目标。
同时，电力系统的安全也是电力改革能否顺利进行的重要条件和成功与否的重要标志。
因此，改革必须高度重视安全问题。
电力体制改革对电网安全稳定的影响是多方面的。
如果把电网公司视为监管下的普通经营性企业，那么，必然使各电网企业的成本压力与日俱增。
七年改革，促使美国各电网企业普遍削减成本，因为削减成本可直接使企业自身受益，并使股东满意。
在“避免法律指控”的前提下，降低成本的一般性措施包括使电网在较低的稳定裕度水平下运行，减少维修次数，缩减或者取消投资，这意味着减少电网设施的投入量。
许多电力公司现在仅维持最少的常规维护，因此降低了设备的可靠性，许多偏远的设施出于成本原因而采用无人值守、远方操作，增加了外力破坏的可能性等等。
大停电事故及其教训
主讲人：王大亮（国网长春供电公司）
美加8.14大面积停电事件 ：
美国东部时间（EDT）2003年8月14日下午16点11
分，以北美五大湖为中心的地区发生大面积停电 事故，包括美国东部的纽约、密歇根、俄亥俄、 马萨诸塞、康涅狄格、新泽西州北部和新英格兰 部分地区以及加拿大的安大略等地区。这是北美 有史以来最大规模的停电事故。停电涉及美国整 个东部电网，事故中至少有21 座电厂停运，停电 持续时间为29h，损失负荷61800MW。约5000万人 受到影响，地域约24000平方千米，其中纽约州 80%供电中断。
莫斯科大停电事件 ：
2005年5月23日晚19：57起，俄罗斯莫斯科地区电
网发生一系列故障，到5月25日11：00左右，莫斯 科市大部分地区及附近25个城市发生大面积停电 事故，莫斯科电网共断开了321座变电站，除最先 停电的500 kV恰吉诺变电站外，还包括16座220 kV变电站，201座110 kV变电站，104座35 kV变电 站。直接损失负荷达3539.5 MW，近400万人的生 活受到影响，造成了15～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。
(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。
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“初步分析与各方评论
美加8.14⼤停电“初步分析与各⽅评论“美加8.14⼤停电初步分析”美国东部夏令时间（EDT）2003年8⽉14⽇16：11（北京时间15⽇4；11），美国、加拿⼤发⽣北美历史上规模最⼤的停电事故，停电区域涉及美国俄亥俄州，密歇根州，纽约州等8个州以及加拿⼤魁北克省，安⼤略省2个省，根北美电⼒可靠性协会（NERC）统计，此次停电事故累计损失负荷 61800MW，超过5000多万⼈的⽣活受到影响，据美国经济专家预测，此次美国历史上规模最⼤的停电事故所造成的经济损失可能⾼达300亿美国/d，事故区域在16⽇11：00（即事故发⽣后的42h49min）基本恢复供电，到⽬前为⽌，有关各⽅均未公布事故发⽣的原因及事故原始资料。
我们根据收集的有关资料，对停电做了初步的分析，并介绍了以美国为主的各界对此停电事故的评论和反思。
1、停电事故发⽣的过程和恢复情况受本次停电事故影响最严重的地区是NERC的NPCC（东北电⼒协调委员会）分区，MAAC（⼤西洋中区委员会）分区和ECAR（东部中区可靠性协调组织）3个分区，包括PJM电⽹、中西部电⽹、魁北克⽔电系统、安⼤略电⽹、新英格兰电⽹和纽约电⽹，发⽣事故的电⼒系统基本情况、负荷损失情况见表1。
表1 事故发⽣的电⽹及负荷损失情况 MWNERC 2002年夏季装机电⽹损失分区最⼤负荷容量负荷MAAC 52570 64000 PJM电⽹（宾西法尼亚州、新泽西州）4200ECAR 96330 122990 中西部电⽹Midwcst ISO（俄亥俄州，密歇根州、威斯康星州）魁北克⽔电系统（加拿⼤魁北克省）安⼤略电⽹（加拿⼤安⼤略省）1300010020000NPCC 101150 133460 新英格兰电⽹（台萨诸塞州和康涅狄格州）纽约电⽹（纽约州）2500 22000合计损失负荷618001.1停电事故发⽣的过程综合北美电⼒右靠性协会（NERC）、美联社和美国电⼒公司（AEP）、国际输电公司（ITC ）、剑桥能源研究协会（CERA）等机构的资料、事故的发⽣过程（参见图1如下）8⽉14⽇14：00左右，俄亥俄州FirstEnergy的E5号680MW燃煤机组退出运⾏；15.06 ～15:32，向克⾥夫兰供电的两条输电线路（Chamberlin-Harding345KV输电线和Hanna-Juniper345KV输电线）相继跳闸，克⾥夫兰出现低电压；15：41～15：46，向北部俄亥俄电⽹供电的连接FirstEmergy和美国电⼒公司（AEP）的两条输电线路（Star-South Canton345KV输电线路和Tidd-Canton Control 345KV输电线）跳闸；16：06向北部俄亥俄电⽹供电的1条输电线（Sammis-Star 345KV 输电线）跳闸，FirstEnergy向密歇根ITC电⽹拉电200MW，密歇根电⽹出现低电压，加拿⼤和美国东部电⽹出现功率摇摆；16：09，连接俄亥俄南北电⽹的两条联络线（Galion-Mushingum River-Ohio Central 345KV线路）East Lima-Fostoria Cenrtal 345KV 线路跳闸，俄亥俄南北电⽹解列，FirstEnergy(北⽹)向密歇根ITC 电⽹拉电2200MW，IPC与安⼤略电⽹的潮流反转，密歇根电⽹电压下降，密歇根中部两座总容量1800MW的电⼚Kinder-Mor-gan和MCV在15s 内相继停运；16：10，密歇根ITC电⽹电压崩溃，在8s内密歇根30条输电线停运，ITC 电⽹与密歇根其它电⽹解列，俄亥俄北⽹从安⼤略和密电码歇根拉电，潮流达到2800MW，事故波及安⼤略和纽约电⽹，纽约电⽹切断与安⼤略电⽹的连接以⾃保，但电⽹很快崩溃，由此⾃16：11爆发了⼤⾯积停电事故，在事故发⽣后，AEP电⽹和PJM电⽹分别阻⽌了停电向印第安纳、PJM南部发展。
北美电网停电事件
第一部分案例描述摘要：2003年8月14日下午，美国东北部和加拿大安大略省电网发生大面积停电事故。
事故原因为一系列偶然事件的叠加，该事故是北美历史上最大规模的停电事故，经济损失高达300亿美元，5000万人的生活受到影响，大停电至少造成8人死亡，21座发电站受损。
一、背景信息在美国东北部地区，这里是美国的心脏，是全美工商业最为发达的地区，拥有世界上最大的都市群——纽约市。
在其北部的加拿大安大略省，这里是加拿大的制造业中心，是加拿大工业的命脉，并且有着渥太华等大都会。
电力能源是21世纪最重要的能源，美国是世界上最大的电力消费国。
在美国，有着不同于中国的电网运营模式，美国没有所谓的公有制的“国家电网”公司，只有2家大型电网和3个小型电网组成，分别是北美东部电网、北美西部电网两大同步电网，德克萨斯州电网、阿拉斯加电网和加拿大魁北克电网三个规模较小的运营公司，这5大电网覆盖了本土48个州、超过3200套配电设施、1万多个发电机组、数十万里的输配电线和数百万用电客户，而这5大网络又存在为数众多的运营管理者。
国电网的运行主要是由电力可靠性组织(Electric Reliability Organization， ERO)统筹。
ERO是电力行业的自律机构，受联邦能源调整委员会 (Federal Energy Regulatory Commission， FERC)委托实施对电网的监管职能，它有美电力可靠性委员会（NERC）等下设机构来加强电网的可靠性和安全性，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，如MISO。
二、情境导入俄亥俄州的克利夫兰市与阿克伦市这两个地方，在2003年夏天有一个共同点，即该地区的电压异常不稳定，而负责运营这一地区电力的第一能源公司对此事无动于衷。
判断一个地区的电力供应是否处于可靠状态是十分重要的，美国电网在设计之初就考虑到了未来可能面临的意外状况，制定了一整套机制与标准来对抗意外情况（如大型发电机组或者关键变电设备的故障）。
美加814大停电原因、过程、危害、启示
美加8.14大停电电力实09马剑2003年8月14日，美国中西部、东北部及加拿大安大略省遭受了大面积停电事件。
事故开始于美国东部时间16时左右，在美国部分地区，电力供应在4日后仍未恢复，而在全部电力供应恢复之前，安大略省部分地区的停电持续了一个多星期。
一、事件全过程1、事故的发展过程[1]：事件发生前，停电地区中西部正值高温天气，电网负荷很大。
潮流方向是从印第安纳州和俄亥俄州南部通过密歇根州和俄亥俄州北部向底特律地区送电，并通过底特律地区送往加拿大的安达略省。
14时左右,俄亥俄北部属FE电网公司的Eastlake5号机组（597MW）跳闸。
15时05分，俄亥俄南北联络断面上送克里夫兰的一条345千伏线路跳闸，其输送的功率转移到相邻的345kV线路（Hanna–Juniper）上。
15时32分，俄亥俄另一条南北联络线Ohio Hanna—Juniper345千伏线路因对树放电跳闸，这是因为上一事件引起该线路长时间过热并下垂，从而接触线下树木。
当时由于警报系统失灵没能及时报警并通知运行人员，15:32该线路因短路故障而跳闸，使得克利夫兰失去第二回电源线，系统电压降低。
[2] 15时41分，俄亥俄又有两条南北联络线相继跳闸，克里夫兰地区出现严重低电压。
16时06分，俄亥俄南北联络断面又有一条345千伏线路跳闸。
此时潮流反向从底特律地区向俄亥俄州北部送电。
16时09分，俄亥俄南北联络最后两条345千伏联络线跳闸。
俄亥俄州南北联络断面全部断开，潮流发生大范围转移，通过印第安纳州经密歇根州与底特律地区向俄亥俄州北部送电。
大约30-45秒后，因电压下降，密歇根州中部电网大约180万千瓦机组相继跳闸，密歇根州中部电网电压开始崩溃。
16时10分，底特律地区电压全面快速崩溃，在8秒钟之内约30条密歇根州和底特律间的联络线跳闸，潮流再次发生大范围转移，从俄亥俄州南部经宾西法尼亚、纽约州、安达略、底特律向克里夫兰送电。
美国东北部和加拿大联合电网停电事故案例分析1500字
美国东北部和加拿大联合电网停电事故案例分析1500字2003-08-14美国、加拿大电网事故的发展过程2003-08-14，美国东部时间16:11开始，美国东北部电网和加拿大联合电网发生了有史以来影响最大的电网停电事故(以下简称"8·14"事故)，事故波及美国东部电网和加拿大电网，美国的密西根州、纽约州、新泽西州、马萨诸塞等八个州和加拿大的安大略、魁北克省都受到了严重的影响。
"8·14"停电事故的发展过程为：15:06，处于俄亥俄州Chambeilain至Harding的一条345kV线路不明原因跳闸；15:32，由于负荷过重，Hanna至Juniper又一条345kV的线路下垂并放电跳闸；15:41，Star至S.canton的又一条345kV的线路跳闸；15:46，Tidd至CantonCtrl的一条345kV的线路跳闸；16:06，Sammis至Star的一条345kV的线路跳闸并重合成功；以上线路位于俄亥俄州克利夫兰市附近。
16:08，美国东部电网和加拿大电网发生振荡；16:10，Cambell3号机跳闸；16:10，Hampton至Thenford的一条345kV线路跳闸；16:10，Oneida至Majestic的一条345kV线路跳闸；16:11，Avon9号机组跳闸；16:11，Beaver至DavisBesse的一条345kV线路跳闸；16:11，Midway至Lemoyne/Foster的一条138kV线路跳闸；16:11，Perr1号机组跳闸；16:11，美国东北部电网与加拿大解列；16:15，Sammis至Star的一条345kV线路跳闸并重合成功；16:17，Fermi核电站停机；16:17～16:21，密西根州数条线路跳闸。
事故共计损失负荷6180万kW。
事故中，美、加共有超过100座电厂停机，其中包括22座核电站。
美加大停电及加州电力危机的深层教训
美加大停电及加州电力危机的深层教训2511203077崔荣坤本文介绍了2003年8月14日美国东北部和加拿大部分地区发生大面积停电。
这次历史上最大规模的停电波及美国纽约等许多城市,加拿大安大略省的部分城市也受到影响。
停电影响了地铁、电梯以及机场的正常运营,在一些地方造成交通拥堵,影响了5000万人口的正常生活,损失达300亿美元。
他反映出许多共性的教训是深刻而沉重的【关键词】电力危机停电深层分析如果没有加州电力危机,如果没有美加大停电,我们很有可能对某些问题的认识还统一不起来,并为此支付学费。
我们必须改革和发展电力工业,我们希望少走弯路,少付点学费。
2003年8月14日美国东北部和加拿大部分地区发生大面积停电。
这次历史上最大规模的停电波及美国纽约等许多城市,加拿大安大略省的部分城市也受到影响。
停电影响了地铁、电梯以及机场的正常运营,在一些地方造成交通拥堵,影响了5000万人口的正常生活,损失达300亿美元。
美国从20世纪60年代以来,大停电至少有6次,其中5次都是美加大停电。
1965年11月9日发生的美国纽约市、加拿大安大略省等地的大停电,影响了3000万个用户,持续时间13个小时;1977年7月13日纽约市大停电,影响了900万人口,持续时间达26小时;1996年7月2日美国加利福尼亚等西部与加拿大艾伯特等地的大停电,影响200万人口,持续时间从几分钟到几个小时;1996年8月10日几乎与上次停电同样的地方,影响人口750万,持续时间长达9小时;1998年6月25日美国明尼苏达州等地和加拿大的安大略等地又发生大停电,影响15.2万人,持续19小时。
除了这些大停电事故外,还有为数众多的事故和故障,美国能源部在2000年曾对以上各次停电事故和故障作过研究,提出了不少有见地的措施,但都没有能够阻止停电事故的发生。
联系美国加州电力危机,它反映出许多共性的教训是深刻而沉重的。
一、对加州电力危机教训的深层分析1. 经过近年来的反思和调查研究,发现加州所发生的电力危机不是偶然的,而是许多因素集合促成的,这些因素有:(1)电力需求预测严重偏低,发输电设施没有增长,造成严重缺电。
美加大停电与加州电力危机的深层教训
美加大停电及加州电力危机的深层教训2511203077崔荣坤本文介绍了2003年8月14日美国东北部和加拿大部分地区发生大面积停电。
这次历史上最大规模的停电波及美国纽约等许多城市，加拿大安大略省的部分城市也受到影响。
停电影响了地铁、电梯以及机场的正常运营，在一些地方造成交通拥堵，影响了5000万人口的正常生活，损失达300亿美元。
他反映出许多共性的教训是深刻而沉重的【关键词】电力危机停电深层分析如果没有加州电力危机，如果没有美加大停电，我们很有可能对某些问题的认识还统一不起来，并为此支付学费。
我们必须改革和发展电力工业，我们希望少走弯路，少付点学费。
2003年8月14日美国东北部和加拿大部分地区发生大面积停电。
这次历史上最大规模的停电波及美国纽约等许多城市，加拿大安大略省的部分城市也受到影响。
停电影响了地铁、电梯以及机场的正常运营，在一些地方造成交通拥堵，影响了5000万人口的正常生活，损失达300亿美元。
美国从20世纪60年代以来，大停电至少有6次，其中5次都是美加大停电。
1965年11月9日发生的美国纽约市、加拿大安大略省等地的大停电，影响了3000万个用户，持续时间13个小时；1977年7月13日纽约市大停电，影响了900万人口，持续时间达26小时；1996年7月2日美国加利福尼亚等西部与加拿大艾伯特等地的大停电，影响200万人口，持续时间从几分钟到几个小时；1996年8月10日几乎与上次停电同样的地方，影响人口750万，持续时间长达9小时；1998年6月25日美国明尼苏达州等地和加拿大的安大略等地又发生大停电，影响15.2万人，持续19小时。
除了这些大停电事故外，还有为数众多的事故和故障，美国能源部在2000年曾对以上各次停电事故和故障作过研究，提出了不少有见地的措施，但都没有能够阻止停电事故的发生。
联系美国加州电力危机，它反映出许多共性的教训是深刻而沉重的。
一、对加州电力危机教训的深层分析1. 经过近年来的反思和调查研究，发现加州所发生的电力危机不是偶然的，而是许多因素集合促成的，这些因素有：（1）电力需求预测严重偏低，发输电设施没有增长，造成严重缺电。
大停电事故分析和经验总结
电力系统研究性实验报告组长：王笠伊学号：12291017组员：韦棕澜学号：12291018大停电事故分析和经验总结引言从1832年，电磁感应现象的发现，从此电进入了我们的视野，事实证明，电是人类进入工业现代化的重要因素。
然而停电会给我们带来很大的不便，甚是危害。
近年来，世界各地电网发生了很多的大停电事故。
尤其是已美加“8.14”大停电为例，引起了极度的恐慌。
世界各国都有大面积停电的事故，学习和借鉴国内外的这些大停电事件，可以从中吸取经验、教训，有利于发展我国的电网安全系统，保障社会稳定。
主要的停电事件美加“8.14”（2003年）大面积停电事件2003年8月的美加大停电，直接经济损失数百亿美元。
由于当时距“9•11事件”时隔不足两年，停电地区群众一度认为停电是恐怖分子所为，造成轻度恐慌。
有纽约市民称“感觉这次大停电比9•11似乎还要可怕”。
事后美国第一能源公司和美国电力公司就停电事件接受了美国众议院能源委员会的调查。
停电涉及美国整个东部电网，事故中至少有21座电厂停运，停电持续时间为29h，损失负荷61800MW。
约5000万人受到影响，地域约24000平方千米，其中纽约州80% 供电中断。
事故原因及分析：1、最直接的原因是三条特高压输电线与树枝距离太近，短路跳闸。
2、由于当时的美国第一能源公司的报警系统非正常工作，缺乏监控设备，工作人员的操作不当，而没有进一步采取措施，加剧了这场事故的停电的造成的影响。
3、总体而言，这次大停电是很多的因素构成，包括通信设施差、人为错误、设备故障、工作人员人员专业知识缺乏及软件误差等。
不管是对复杂的计算机模拟系统还是到简单的输电通道环境清理，都未予以足够的重视。
印尼大停电事件2005年8月18日上午，印尼发生了包括首都雅加达在内的大面积停电事故印度尼西亚境内8月18日发生大面积停电，首都雅加达也彻底断电，总共波及近1亿人口，接近总人口的一半。
城市交通、铁路及航班也受到严重影响事故原因及分析：造成大停电的原因，主要是爪哇岛和巴厘岛的电力输电网发生故障，连带影响到雅加达等地区的供电，导致供电系统出现问题。
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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。
（5）电力市场化体制方面
电力市场化也存在一些负面影响，例如电力放松管制后，电网设备方面的投资相应减少。
据美国有关方面的统计资料显示，在过去10年内，美国负荷需求增加了30%，但输电能力仅增加了15%，由此使高压线路的功率输送裕度减少，电网常常工作在危险区或边缘区。
此外，在现有电网条件下虽可以采用一些新技术来提高电网输送容量，以防止事故扩展到全网，但这种投资回报率低，难以吸引足够的投资。
（6）厂网协调方面
由于未建立起厂网协调的继电保护和安全稳定控制系统，使得在系统电压下降时，许多发电机组很快退出运行，加剧了电压崩溃的发生。
（7）系统计算分析和仿真试验方面
此次事故从第一回线路跳开至系统崩溃历时1个多小时，由于未及时采取措施而导致了事故扩大。
如果事先对这类运行方式作好充分的系统计算分析或仿真试验，采取相应的防
范措施，是可以防止事故扩大的。
但由于计算分析和仿真试验方面存在不足，未能作好充分的反事故预案准备。
（8）经济性和安全性统筹考虑方面
本次大停电根本原因在于：美国社会以追求经济利益的最大化为唯一目标。
尽管也有保证电网安全的呼声，但是比较微弱。
而具有公用事业性质的电网公司只能在现有的条件下来管理，在安全性方面存在较多的隐患。
这次大停电给社会、经济秩序造成的损失使公众加深了对电网安全重要性的认识，将引起各方面的深刻反思。
由美加电网停电事故得到的启示
从上述三次大停电事故可以得到如下启示：
（1）美国在电网建设和管理中缺乏统一规划、协调管理，电网网架结构存在不合理的薄弱环节，抗故障能力差。
（2）美国没有一个能够协调组织各地区电网的统一电力调度中心，不能做到对大电网的协调控制，容易造成运行调度和事故处理过程的盲目性，贻误时机，导致事故扩大。
（3）电网公司没有自己的调峰和调频电厂，电网运行备用不足，缺乏调控手段。
（4）美国大部分电网建于20世纪50年代，由于片面追求经济效益，对变电站和输配电系统的维护和改造投入不足，造成高峰时线路负荷过重。
（5）在厂网协调方面存在问题，未建立起厂网协调的保护和安全稳定控制系统。
（6）各独立系统运行部门（ISO）自成体系，自我防护，相互之间缺乏沟通，对整个电网情况了解不够，因而不能及时采取有效措施，制止事故的蔓延。
从美加大停电事故中应吸取的教训
（1）做好电力系统的统一规划
美国电网多次发生大面积停电事故，其主要内在原因是缺乏统一规划，电网结构没有做到合理的分层分区，抗干扰能力差。
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。
在故障扩大时，也很难采取恰当的解列措施。
加上近年来对电网投资减少，电网发展滞后，使这一状况更为严重。
我国应吸取美国的教训，做好电源和电网的统一规划和建设，其要点是：坚持电源分散接入受端系统的原则；加强输电通道中间支撑和受端系统的主网架建设；电网要做到合理的分层分区，结构清晰。
（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。
我国应坚持统一调度的方针，做到大电网的协调运行和控制，包括：运行方式的统一安排，电厂检修的统一安排，继电保护和安全自动装置的协调配置，事故处理的统一指挥等，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
美国这次事故与先前的一些事故一样，大多数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。
当前我国部分地区供电形势紧张，电网运行处于备用不足或无备用的状态，因此要十分注意合理安排运行方式，采取各种有效措施，为电网的安全稳定运行提供可靠的保障。
（4）加强继电保护和安全稳定自动装置的优化配置
美国电网历次事故的扩大都与继电保护和安稳装置的配置有关系。
我国电网结构薄弱，对二次继电保护和安全自动装置的要求更高，需要发展先进、可靠的继电保护装置和稳定
控制技术，搞好三道防线的建设，防止事故扩大，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
坚持做好电力系统的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。
（7）做好电力市场条件下的互联电网发展关键技术研究
目前我国电力体制改革进一步深化，西电东送、南北互供和全国电网互联工程逐步展开。
为了适应这种情况，应加强电力市场条件下的互联电网运行关键技术研究，包括：新电力体制下的电网运行规则、电网互联格局和方式、厂网协调运行、电网安全稳定特性和监测控制技术、系统调压控制技术和提高电压稳定性的控制措施、电力系统负荷模型的研究与完善、发电机组励磁系统及PSS、调速器及原动机模型及参数的研究与实测等等，并提出新形势下确保系统安全稳定运行，避免大面积停电事故的新技术和新措施。