城市的供電與停電

叢遠(yuǎn)新

今年7月30日，印度發(fā)生了近10年來(lái)規(guī)模最大的停電事故，北部7個(gè)邦3.5億人受到影響。而7月31日的斷電規(guī)模更大，北部、東部及東北部三大區(qū)電網(wǎng)全部崩潰，全國(guó)28個(gè)邦中的20個(gè)邦停電，影響到6.7億人口。兩次斷電都影響了首都新德里，交通陷入一片混亂。印度鐵道部發(fā)言人表示，受影響地區(qū)至少有300輛火車停運(yùn)。有分析估計(jì)，此次大停電導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)十億美元。

世界各地大停電事故

2009年11月10日，巴西最大的兩個(gè)城市里約熱內(nèi)盧和圣保羅以及周邊地區(qū)突然遭遇大停電，停電范圍約占巴西國(guó)土面積的一半，電力供應(yīng)幾乎完全中斷，5000萬(wàn)人遭殃。巴西曾經(jīng)在1999年和2002年發(fā)生過(guò)兩次大面積的停電事故，停電范圍分別占全國(guó)領(lǐng)土面積的70%和60%。前兩次主要是因?yàn)楣╇姸倘痹斐傻?，第三次是由氣象原因造成的?/p>

2005年5月25日，莫斯科及其南部地區(qū)突然發(fā)生大面積斷電，公共設(shè)施全部癱瘓，影響波及25個(gè)城市。

2003年8月14日，美國(guó)東北部部分地區(qū)以及加拿大東部地區(qū)出現(xiàn)大范圍停電。這是北美歷史上最大范圍的停電，受影響的人數(shù)在加拿大約有1000萬(wàn)（占全國(guó)人口的三分之一），在美國(guó)約有4000萬(wàn)。美國(guó)8個(gè)州以及加拿大安大略省的電力全部中斷。

所幸的是，中國(guó)并未發(fā)生過(guò)全國(guó)范圍內(nèi)的大停電，僅有較大規(guī)模的局部地區(qū)停電，譬如：

2006年7月1日 華中電網(wǎng)發(fā)生重大停電事故——“7·1”電網(wǎng)事故，造成河南5市停電，并影響到周邊湖北、湖南、江西等各省電網(wǎng)。

1972年7月27日，發(fā)生了湖北大面積停電事故，造成武漢、黃石、黃岡地區(qū)全部停電，國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈之一的武漢鋼鐵廠險(xiǎn)些全部報(bào)廢。停電所致?lián)p失在當(dāng)時(shí)達(dá)2400萬(wàn)元。

中國(guó)為何沒(méi)有全國(guó)性大停電

從歷史上看，中國(guó)從未發(fā)生過(guò)全國(guó)性的大停電事故，這是因?yàn)槲覀冎安痪邆湎鄳?yīng)條件。由于各個(gè)區(qū)域電網(wǎng)相對(duì)獨(dú)立，因此某一電網(wǎng)的事故不可能波及到臨近電網(wǎng)，災(zāi)難自然無(wú)法蔓延。

中國(guó)除南方電網(wǎng)之外，其余所屬國(guó)家電網(wǎng)的東北電網(wǎng)、華北電網(wǎng)、華東電網(wǎng)、華中電網(wǎng)和西北電網(wǎng)尚未全部互聯(lián)。因此，2006年河南發(fā)生的大停電事故只會(huì)波及華中電網(wǎng)，而不會(huì)擴(kuò)散到與其不相關(guān)聯(lián)的其他地區(qū)。

不過(guò)，目前正在興建的1000千伏的特高壓電網(wǎng)卻打破了以往的平衡，華東、華中、華北這三大區(qū)域電網(wǎng)將會(huì)因此而“捆綁”起來(lái)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)，即“三華電網(wǎng)”。此時(shí)再發(fā)生類似的河南大停電事故，全國(guó)性大停電的事件恐怕就難以避免了。

因此，在印度大停電之后，中國(guó)工程院院士、國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院名譽(yù)院長(zhǎng)薛禹勝表示：“在中國(guó)發(fā)生大停電的風(fēng)險(xiǎn)絕對(duì)是存在的，但是我們應(yīng)該把風(fēng)險(xiǎn)降低?！?/p>

那么，如何才能將全國(guó)大停電風(fēng)險(xiǎn)降至最低呢？看似簡(jiǎn)單，其實(shí)卻很難！

大停電原因極其復(fù)雜

導(dǎo)致大停電的因素往往都是多方面因素綜合而成，想完全搞清楚是不可能的。電力系統(tǒng)是人類創(chuàng)造的最復(fù)雜的系統(tǒng)之一，發(fā)生故障時(shí)的復(fù)雜性和不可預(yù)知性較正常運(yùn)作復(fù)雜多倍。事故一旦發(fā)生，往往是以極短的時(shí)間如海嘯般蔓延全國(guó)（電力傳輸速度和光速一樣，每秒高達(dá)30萬(wàn)千米）。譬如，2003年北美史上最大的“美加大停電”，調(diào)查報(bào)告共計(jì)100多頁(yè)，爭(zhēng)議重重，個(gè)別大停電事件甚至根本查不出原因。

從電網(wǎng)的設(shè)計(jì)思路上看，停電原本是一種有利的安全保護(hù)措施，如電荷負(fù)載過(guò)量，則過(guò)高的電壓會(huì)危及設(shè)備和人身安全，系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備將會(huì)自動(dòng)切斷電路。不過(guò)電能卻是守恒的，斷電支路的荷載會(huì)迅速轉(zhuǎn)移至鄰近電路，致使其負(fù)荷過(guò)量也跟著跳斷，并進(jìn)一步發(fā)散開(kāi)來(lái)傳遞，形成多米諾骨牌效應(yīng)，從而導(dǎo)致大停電事故。

不過(guò)，幾乎所有的大停電都有著共同特征，那就是違規(guī)操作，從而引發(fā)故障，進(jìn)而以不可掌控的驚人速度四處擴(kuò)散，最終導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)如多米諾骨牌崩潰。此次印度大停電就為超負(fù)荷供電所致。相比之下，中國(guó)在這方面要謹(jǐn)慎得多，一旦電網(wǎng)負(fù)荷偏高，馬上會(huì)采取限電措施確保安全。印度大停電第8天后，湖北便開(kāi)始采取措施嚴(yán)控電網(wǎng)超負(fù)荷。巴西在1999年和2002年發(fā)生的兩次大停電事故同樣系超負(fù)荷（供電短缺）供電所致。2005年的俄羅斯大停電則是吉諾變電站設(shè)備老化和日常管理不夠所致。對(duì)于2003年北美史上最大的美加大停電，北美電力可靠性公司NERC 主席邁克爾·金特明確指出：“如果我們具有可堅(jiān)決執(zhí)行的規(guī)定，且能保證遵循這些規(guī)則行事，這次大停電就不會(huì)發(fā)生?！?/p>

盡管各國(guó)電網(wǎng)運(yùn)行方式不一，均有其特色優(yōu)勢(shì)及固有缺陷，可只要興其利、除其弊，建立多重保險(xiǎn)措施，以嚴(yán)格的規(guī)范制度保證其高質(zhì)量運(yùn)作，大停電風(fēng)險(xiǎn)是可以降到最低的?？梢坏┻`規(guī)操作，各種意想不到、復(fù)雜無(wú)比且無(wú)法掌控的故障電流便會(huì)瞬間爆發(fā)，大停電就很難避免了。

特高壓電網(wǎng)能否避免大停電？

電網(wǎng)負(fù)荷越高，系統(tǒng)越是復(fù)雜，發(fā)生故障時(shí)的危害越嚴(yán)重。而我國(guó)目前新建的1000千伏特高壓電網(wǎng)正是世界上系統(tǒng)最復(fù)雜、負(fù)荷最高的，其停電風(fēng)險(xiǎn)也是全世界最高的。

印度大停電也讓中國(guó)特高壓電網(wǎng)建設(shè)又起爭(zhēng)議。一方面，國(guó)家電網(wǎng)認(rèn)為，一張網(wǎng)促進(jìn)了電網(wǎng)的互聯(lián)力度，能夠使得局部電網(wǎng)之間相互支援，避免大面積停電事故的發(fā)生。另一些專家則認(rèn)為特高壓電網(wǎng)問(wèn)題重重：一是交流特高壓技術(shù)不太成熟；二是用交流特高壓將區(qū)域電網(wǎng)聯(lián)系起來(lái)，有導(dǎo)致全國(guó)大停電的危險(xiǎn)；第三，特高壓電網(wǎng)輸電線路越長(zhǎng)、電壓越高，造價(jià)越高，而且超過(guò)一定距離后用交流特高壓輸電，損耗和阻力增大，長(zhǎng)距離送電其實(shí)并不劃算。

另外，盡管規(guī)范操作要求極高，可違規(guī)操作卻很容易，可以花樣萬(wàn)千，尤其是對(duì)極其復(fù)雜的電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，再先進(jìn)、強(qiáng)壯的系統(tǒng)也可能面臨毀滅性災(zāi)難，大停電事故就在所難免。一如7·23動(dòng)車事故，盡管我們采用了全世界最先進(jìn)、最安全的技術(shù)體系，可高達(dá)數(shù)十處的嚴(yán)重違規(guī)卻輕易將具有多重保險(xiǎn)體系的信號(hào)系統(tǒng)擊垮了，而且還導(dǎo)致了不可逆轉(zhuǎn)的后果。大量的調(diào)研后卻發(fā)現(xiàn)，我們無(wú)法通過(guò)整改措施保障高鐵安全，必須降速。可對(duì)于國(guó)家電網(wǎng)，我們卻不能將1000千伏的特高壓降成900千伏，所以一旦有了嚴(yán)重違規(guī)操作，我們面對(duì)的恐怕便是故障和大停電。

【責(zé)任編輯】張小萌