6亿印度人停电的制度原因

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作者:孔璋

尽管印度的大停电影响到了6亿多人,但其实并不是所有国家都有资格全国断电。印度的能源资源主要分布在东部和东北部地区,而负荷中心及人口稠密地区则集中在北部、南部和西部地区,在这种情况下,要么,就是知难而上,建立一张也许很脆弱但能够覆盖全境的国家电网。要么,就是低下头,在能源中心建立起工厂与大城市,让绝大多数人口继续停留在农业时代,在黑暗中等待光明。印度选择了前者,这个选择或许并不漂亮,但至少是一个正确的方向。近年来,印度电力事业发展之速,在国际上名列前茅,五年时间里,他的发电能力增加了40%,总发电量达到全球第5位,虽然人均电量和电网建设、运维水平都仍然大大落后,但勃然喷发的势头不容忽视。

那是一个前无古人的凌晨,当地时间7月30日2点35分,印度北部,德里、哈利亚纳等9邦发生停电事故,逾3.7亿人受到影响。

前无古人……但并非后无来者,停电19小时后,电网初步恢复正常。又过了13个小时,大面积停电事故再次发生,包括首都新德里在内的近半国土停电,受影响人员超过6.7亿。

这是人类有史以来最严重的电力事故,面对半部陷入黑暗的南亚次大陆,我们有无数的问题要问:怎么了?为什么?……以及,最重要的问题,这一切,会发生在我们身上吗?

从3.7亿到6.7亿:被连续突破的世界纪录

7月30日,正值伦敦奥运如火如荼,众多世界纪录被轻松突破,就在这时,印度大停电不期而至。

当地时间7月30日凌晨2时35分,400千伏比瓜线跳闸,导致北部电网稳定破坏,网内所有火电、水电机组跳闸停机。八个邦停电,3.7亿人无电可用,详见下图(黄色为北部电网,即停电区域):

印度各区域电网示意图

次日13时05分,刚刚恢复供电的北部电网再度崩溃,并扩大至东部电网与东北部电网(即上图中的紫色与绿色区域)。共20个邦6.7亿人无电可用,前一天才创下的世界纪录,再被大幅刷新。

一穴溃堤:跳不开的空气开关

实际上,一条(超)高压线路跳闸,并非什么了不起的事情,在中国,在美国,在日本与俄罗斯,这样的事情,每年总会发生几起,为何,在印度却会引发如此大规模的电网事故?

有很多原因:印度近年来经济社会的飞速增长使电力供应捉襟见肘;印度能源基地与负荷中心不重合,需要长途输电;印度极为脆弱、落后的电网结构……但首要的,也是最主要的,是制度层面的原因。

空气开关是我们最熟悉的电力元件之一,如果电流过大,它就会自己跳掉,这样的话,一条支路或是一个房间会停电,但除此以外的全家、全单元、全小区,却可以继续保障电力供应。

在国家级电网中,也有无数和“空气开关”类似的装置,他们是各级调度人员,是继电保护装置,是稳定控制装置……当事故发生的时候,各级“空开”一齐作用,用最快的速度切除故障区域,在尽可能大的区域内保障电力供应。

“空开”的作用,最重要就是一个“快”字,反应越慢,故障范围就会越大,后果就会越严重。但 ,在印度,这是一个无论如何也快不起来的环节。

超负荷运行:可预测的灾难

根据印度电监会提供的资料:“7.30”大停电事故发生前,北部区域电网内有四个邦负荷急剧攀升,导致了线路故障及之后的电网崩溃。而7月31日,在东部和北部区域电网恢复联网的时侯,又是北方电网四个邦受电超过调度计划。

任何一条电力线路,都有输送功率的稳定上限,如果超过,线路就会产生各种故障;在一个电网来说,内部总用电量应该等于供电量,即网内发电能力与网外来电的总和,如果用电量过大,就会造成全网电压下降,乃至电网崩溃。如果供电过多,就会造成全网频率上升,电网也会崩溃。

对一个合格的调度人员来说,只要看到上面的情况,就该立刻作出反应,调整电网运行方式,把电压与频率值恢复到正常区间。

……然而,这是在印度。

有心无力:没有调度权的调度中心

如果这次事故发生在中国,后果会如何?

首先,在负荷高到无法挽回之前,国调中心会下令各省调峰,尽可能满足电网需求,如果网内总发电能力再加上最大外部输入能力无法满足的话,就按照各级政府制订的有序用电方案,从高耗能、高污染企业开始,逐级断电 ,降低全网负荷。

如果是突然发生线路跳闸,那么,在来电一侧的电网,切机装置将自动把多余的发电机组切除,在受电侧,低压解列装置将按照事先排定的次序,逐级切除负荷,同时,各级调度会迅速调整运行方式,安排备用机组增加出力,弥补电力缺口。

可以说,想要在中国发生类似印度那样的大停电,在目前的制度下,排除战争与恐怖袭击的因素后,是不可能的。这中间的一个关键,就是自国调中心以降的各级调度,他们可以根据当前负荷情况和各级政府的授权,用最快速度切除负荷、调整出力,让电网恢复平衡。

……但是,在印度,调度中心没有调度权。

国家与地方:奇特的印度电网

印度是联邦制国家,各邦相对独立,电力管理体制也分为国家和地方(邦)两个层面。在国家层面,印度设有电力部和电力监管委员会,并成立了国家电网公司,下辖五个区域电网(详见上图)。公司内设有国家调度中心,但人员、管理等由电力部直接负责,相对独立。在地方层面,印度各邦独立性很强,邦电力公司与国网公司间并无管理关系,是平等的法律实体。同样,各邦调度中心与国家调度中心间也是平等关系,如果国网公司(调度中心)与邦公司(调度中心)间发生矛盾,应上报国家电监会,由其协调解决。

在这种奇特的结构中,印度的国调中心与区域调度中心对各邦电网并无调度权,只有建议权。也就是说,在发现到电网负荷过高,已经处于危险状态时,印度国网调度中心只能建议各邦电力公司切除自己的部分负荷,而如果这种要求被拒绝,国调中心就再没有任何手段来调节电网,只能够向国家电监会提出申诉,请求协调解决。

等于说,当我们家里电路出现故障时,空气开关不是立刻自动跳开,而是要先给小区总开关打一个电话,两家人坐下来开个会,再把小区物业喊来作仲裁,决定这个开关该不该拉开。

……到那时,也许,电线上的火花已经蔓延到整个单元,整栋楼,甚至是整个小区了。

……所以,印度这次大停电,其实没有任何必要去奇怪,值得奇怪的仅仅是这次大停电居然到今天才来,值得奇怪的仅仅是这还只是这个电网在国家层面上的第一次崩溃。

不必嘲笑:不是每个国家都有资格电网崩溃

……千万不要把这个标题看成反讽。

印度的这次电网崩溃,固然暴露出了很多问题,但我们更应该看到这中间反映出来的巨大潜力。

这其实是一种荣誉,因为,这意味着,印度已经初步建立起了一个全国互联的电网,一个能够将数千万人、数亿人的生活联结在一起的电网。

当今世界,论到整体电网的坚强可靠程度,首推已经初步完成了超高压交、直流电网框架,并正在建设特高压电网的中国电网,接下来是跨越庞大领土的俄罗斯电网,联为一体的美加电网,互相独立的日本东部电网和日本西部电网,以德、法为中心的欧洲电网,小而坚强的英国电网……只有这些电网才有资格在印度大停电面前说一句“我们要认真分析,吸取教训,防范类似的电网崩溃事故。”

……而其它人,只能羡慕。

从非洲到拉丁美洲,这世界上的多数国家还仅仅能建立起那种一座电厂点亮一小片区域的孤立电网,负荷中心必然也是能源中心或者人口聚集的中心,无数个互不相连的小电网(以及电视、通讯,和其它我们早已习惯了一体化的文明网络)分布在广阔的土地上,鸡犬相闻,老死不相往来。这意味着想要享受到工业文明的人必须背井离乡,搬到一个能够用上电,看到电视和打通电话的地方。留在家里等待自来水与交流电被接进村里,那恐怕一辈子也不会见到电灯的光明。任何有雄心,有追求的国家,必然无法长久忍受这样的事情。

以印度为例:印度的能源资源主要分布在东部和东北部地区,而负荷中心及人口稠密地区则集中在北部、南部和西部地区,在这种情况下,要么,就是知难而上,建立一张也许很脆弱但能够覆盖全境的国家电网。要么,就是低下头,在能源中心建立起工厂与大城市,让绝大多数人口继续停留在农业时代,在黑暗中等待光明。印度选择了前者,这个选择或许并不漂亮,但至少是一个正确的方向。

目前,印度电网网间互供负荷很大,邦与邦之间,区域与区域之间,互供总比例超过了50%,这既是电网的负担,也说明印度为保障全国供电的努力。要知道,就算在印度国家电网已经初步建立的今天,印度仍然有2.89亿(约25%)人口完全无电可用,而如果我们把时间回溯到五年、十年以前,无电人口的规模足可以让今天的3.7亿甚至是6.7亿显得无足轻重。

近年来,印度电力事业发展之速,在国际上名列前茅,五年时间里,他的发电能力增加了40%,总发电量达到全球第5位,虽然人均电量和电网建设、运维水平都仍然大大落后,但勃然喷发的势头不容忽视。

虽然出现了这样的事故,但印度人不可能改弦易辙,因为这是工业文明的必由之路,这条路有进无退。为了维系这张好不容易才建立起来的全国电网,印度人也许还会创下新的世界纪录,也许还要在制度与现实的冲撞间跌跌撞撞的走上很久,但他们毕竟已在路上,跌跌撞撞地追赶中国、俄罗斯与G8工业国的背影。而世界上多数国家,甚至还没有谈“追赶”的资格。

(作者注:目前,印度电监会正在起草关于本次停电事故的全面报告,预计将于本月中旬公布,本文系根据印度电力部、电监会、国网公司等先行披露的相关材料完成。作者为华东电网资深技术人员。)

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