主题:【原创】电力系统漫谈(五)大停电(1)一棵树引发的事故 -- 乃力
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家园 如何提高供电的可靠性

谈点自己的认识:

提高运行可靠性,减少甚至是避免停电事故的发生,是全世界电力工业者奋斗了几十年的目标。

那么都有什么方法可以使用呢?我来罗列一下大家可能想到的答案:

1)选用高质量设备,并且小心使用、勤于检查维护,从不过负荷、超能力运行。

2)提高人员素质,并配以缜密的操作规程和有效的管理措施。

但是上述两个途径对运行可靠性的提高是有限的。因为受各种因素影响,设备故障和人为事故总是不可避免的。

那么大电网是如何向它的用户可靠供电的呢?尤其是对那些不能承受停电事故影响的用户,比如开国大典时升国旗的遥控电动装置。

49年北京电力公司的解决办法,是派一忠实可靠的党员师傅受在旗杆下面,如果城楼上按下电钮而国旗却没有动,就有他来手动把国旗升上去。也许有人看到这里会笑,说tg真土如何如何,但其实这是系统工程最朴素的体现。工程师们很早就认识到提高电网供电可靠性最简单的办法就是增加备用(备份)供电能力,从备用的电源、备用的线路和变压器到备用的控制系统、保护装置、备用的运行人员,发挥系统优势,将供电能力提高到可以抵御想定事故冲击以上的水平,比如乃力提到的N-1。

以A-10攻击机为例:

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A-10设计执行的任务是密集防空火力的高度威胁下对装甲集群进行低空掠飞式攻击,对A-10来说挨打几乎是必然的,所以它的发动机、垂直尾翼、控制系统都是双份的,一个被打坏了或者故障了,靠另外一个仍然能保持一定的飞行能力,总之对A-10这个系统的运行可靠性有关键性影响的,能备份的都给备份上了(飞行员备份的话代价太大,所以没有搞两个)。后来军用飞机的发展,能双发的尽量双发,备份能力好增加的飞控系统干脆余度提高到三甚至四,飞行员备份的问题,在UAV上两到三个则是肯定的。

这种思想反映到电力系统上,就是多个电厂、网状的输电线路、双套的控制、保护、通信设备、双路甚至多路电源供电、双座的“飞行员”(CAISO的两个“飞行员”还岔开了不在同一地震带上,911以后这种事情更加得到重视)。但是对电网而言真正能大幅度提高运行可靠性的,还是增加输变电设备的布设,关键位置上N-3都有嫌不够的。而美国几次大停电都有关键断面电网薄弱、线路设备重载运行的问题,究其原因,还是和美国电力公司供区小而家数多的特点有直接关系。供区小,电网建设上条块分割缺乏通盘考虑,而且供区小意味着公司实力不强,建设线路、变电站的能力有限(想想消息传开那一大堆shareholder就让人头疼)。反倒是中国这样的大电力公司,一方面供区大、必需通盘考虑,一方面实力强、能用的社会资源多、比如支持搞工业化的政府,电网建设能够上层次、上水平。坚强的电网是保障可靠供电的物质基础,绝非虚言。

关键位置上N-3都有嫌不够的

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