北美電力系統(tǒng)可靠性管理簡介

1965年11月9日，美國東北地區(qū)電力網發(fā)生大停電事故，下午5時36分故障開始發(fā)生.經過12 min造成2100萬kW用電負荷停電，最長停電時間達13h，停電區(qū)域共計20萬km2 .影響居民3000萬人，估計各方面損失達1億美元。事故后美國聯(lián)邦動力委員會(Federal Power Cornmission，F(xiàn)PC)成立了一個大電網供電可靠性委員會進行事故調查，在其1967年7月的最終研究報告中，提出了防止大面積停電事故的建議條，其中包括聯(lián)合電力系統(tǒng)內各單位要盡快成立聯(lián)營協(xié)調組織。協(xié)調電力系統(tǒng)內各單位的發(fā)展規(guī)劃、建設、調度和運行問題，避免各自為政?；ゲ慌浜?。由于大停電慘痛教訓，各方面的輿論壓力，加之電力基建投資大幅度增加和工期日益延長，這一建議受到重視。

區(qū)域性協(xié)調組織和地方電業(yè)組織(東部中區(qū)、大西洋中區(qū)、中部、中部大陸、東北區(qū)、西南區(qū)、西部、得克薩斯州以及田納西流域管理局、卡羅來納—弗吉尼亞聯(lián)合電力系統(tǒng)、南方公司和佛羅里達電力公司)經過協(xié)商。達成建立美國電力可靠性協(xié)會(National Electric Reliability Council. N1=RC)的協(xié)議。這12個組織兒乎包括美國全部電力系統(tǒng)，并包括加拿大的不列顛哥倫比亞、馬尼托巴(lVl anitaha)和安大略電力系統(tǒng)以及墨西哥的下加州地區(qū)電力系統(tǒng).以后加拿大的新不倫瑞克及魁北克電力系統(tǒng)相繼加入。為了使名實相符，改稱北美電力可命性協(xié)會。這12個組織在MERC成立后不久調整合并為9個地區(qū)性可靠性協(xié)調組織。

自此以后，美國電力可靠性管理工作即逐步做到能有計劃、有組織，有程序和系統(tǒng)地進行.并取得較好的效果。在組織上，除NERC及9個地區(qū)性可靠性協(xié)調組織外。從美國能源部、州政府公用管理部門至各電力公司、科研機構、工程咨詢公司及制造廠等都十分重視可靠性管理。并建立了相應的管理機構;工作范圍相當廣泛，包括進行負荷預測，制訂中、長期規(guī)劃和各項準則、規(guī)程、名詞術語標準定義.定期評價供電的可靠性，收集、統(tǒng)計和分析發(fā)電設備可用率數(shù)據(jù).組織典型事故調查，編寫報告，提出建議，建立以計算機為基礎的數(shù)據(jù)庫和通信網絡，定期培訓可靠性管理人員和進行技術交流，不斷更新技術，提高業(yè)務水平和工作能力等。在這些活動中，北美電力可靠性協(xié)會既是一個全國性的組織者和推動者，又是一個執(zhí)行者和服務者.

下面依次介紹能源部、北美電力可靠性協(xié)會、9個安全協(xié)作區(qū)可靠性協(xié)會及其他學會等涉及電力系統(tǒng)可靠性管理的機構的組織和分工 。

美國電力工業(yè)雖然大部分屬私營,但各大電力公司、電力系統(tǒng)聯(lián)營組織、9個電力安全協(xié)作區(qū)可靠性協(xié)會及北美電力可靠性協(xié)會等都要定期向能源部報送大宗電力供應的充裕度和可靠性評價報告。

在能深部的經濟管理局(Economic Regulatory Administration)下設有電力供應和可靠性處(ivisionai Power Supply and Heiiability )負貴組織和協(xié)調電力可靠性工作，并組織和資助進行有關這方面的調查研究。

一個非盈利的組合。它既不是行業(yè)協(xié)會，也不是政府贊助的機構。組合中的所有者是9個安全協(xié)作區(qū)可靠性協(xié)會和阿拉斯加系統(tǒng)協(xié)調委員會（Alaska System Coordinating Council,ASCC)。安全協(xié)作區(qū)可靠性協(xié)會的成員則是包括各種所有制的電力公司。NERC的經費由各成員電力公司按電費收入比例分攤。

NERC的活動受監(jiān)事會，Board of Trusteesl領導。監(jiān)事會由30多位公用電業(yè)的負責人組成，包括監(jiān)事會的專職人員和每個全安協(xié)作區(qū)的兩位代表，另外必須保證加拿大公用電業(yè)部門至少有一位代表和公用電業(yè)每種所有制形式(私營，聯(lián)邦政府經營，州、市等地方公營，農村供電等)至少有兩位代表。參加監(jiān)事會會議的還有作為監(jiān)事會觀案員身份的來自美國能源部(Department o1 Energy)、聯(lián)邦能源管理委員會(Federal Energy Regulatory Carnrnissian ).加拿大國家能源局(National Energy 8aard)及幾個公用電力協(xié)會·包括愛迪生電氣學會(Edison #lectric Institute.EE"para" label-module="para">

監(jiān)事會的日常辦事機構為執(zhí)行委員會(由監(jiān)事會的正、副主席，前任主席，司庫，N E12C主席及監(jiān)事會的一個成員共6人組成)。其下設工程委員會(Engineering Comrnitteel、運行委員會(Dpera t i ngCommittee ) .發(fā)電設備可用率數(shù)據(jù)系統(tǒng)(GeneratingAvailability Data System, GADS3、技術指導委員會(Technical Steering Committee)及效益委員會(Benefits Advisory Committee)，工程委員會及運行委員會的活動由技術指導委員會進行協(xié)調.技術指導委員會由NERC主席、副主席以及工程、運行兩委員會的正、副主席組成，此外。弓有少數(shù)專職工作人員作為高級參謀、專家。

工程委員會和運行委員會下又分設若干分會，每年還根據(jù)工作需要調整或新設一些分會或工作組。

工程委員會由每個安全協(xié)作區(qū)可靠性協(xié)會各派兩名代表組成。它下設幾個常設分會或工作組和為某特定目的而臨時設里的.工作組，共有近130名電力公司經理和技術專家為其效力。下面列舉可靠性評價分會、負荷預測工作組、非公用發(fā)電設備可用率數(shù)據(jù)收集工作組、可靠性準則分會，發(fā)電設備可用率趨勢評價工作組、多地區(qū)模型工作組、協(xié)作區(qū)顧問工作組、評價發(fā)電充裕度所需信息工作組等工程委員會各分會及工作組的主要任務。

美國和加拿大之間有500kV,230kV和115kv等電壓等級的聯(lián)絡線，加拿大的新不倫哺克、安大略、馬尼托巴、不列顛哥倫比亞等省分別參加相鄰的美國聯(lián)合電力系統(tǒng)協(xié)調組織。

北美9個安全協(xié)作區(qū)聯(lián)合電力系統(tǒng)分別組成相應的可靠性協(xié)調組織(委員會或協(xié)會)，這些組織的機構體制、可靠性準則和工作方式雖然不完全相同，但在組織形式、活動內容和工作方式上大同小異.與北美電力可靠性協(xié)會相比，只是規(guī)模和范圍小一些.制定的可靠性準則基本上是一致的。北美電力可靠性協(xié)會定期提出的報告都是根據(jù)各安全協(xié)作區(qū)所提報告匯總編制的，而各安全協(xié)作區(qū)又是根據(jù)區(qū)內各分區(qū)和各電力公司所提報告匯總編制的或由專門工作組調查研究編寫的。他們之同雖非上下級關系，但都能依照規(guī)定要求按期報送和匯總。

其他學會包括愛迪生電氣學會、美國電力研究協(xié)會(Electric Power Research Institute. EPkI)和其

他有關學會及工程咨詢公司。愛迪生電氣學會成立于1933年，是美國私營電力公司最早聯(lián)合成立的一個行業(yè)性學會。多年來，在保證電力的充足供應和提高可靠性方面做了大量工作，除了提供電力工業(yè)各項基礎數(shù)據(jù)的統(tǒng)計資料外。每年均做大量的專題調查研究，提出報告和建儀或召開專題討論會、交流經驗和信息。

電力研究協(xié)會及其他有關學會EPRL、電氣與電子工程師學會(Institute of Electrical and ElectronicEngineers, IEEE),美國機械工程師學會(AmericanSociety of Mechanical Engineers, ASME)等學會及工程咨詢公司等多年來也很重視電力可靠性工作。例如，EPF2I從建立發(fā)電設備可用率數(shù)據(jù)庫到利用數(shù)據(jù)庫的方法，以及制定各項安全準則都做了大量工作;IEEE和ANSI在1981年頒布了有關發(fā)電設備可靠性的名詞術語定義標準;各學會在召開年會時也將電力可靠性作為主要內容之一;工程咨詢公司中如吉柏斯一希爾咨詢公司《Gibbs & Hill)即曾參與或受委托進行有關電力可靠性方面的工作。

美國各大電力公司為研究改進發(fā)電設備及電力系統(tǒng)的可靠性，都成立了相應的組織.除了積極參與全國性或地區(qū)性電力可靠性工作外。在電力公司內部都制訂了改進可靠性的工作計劃并取得實效。例如，美國南方公司是美國最大的一個電力公司.早在十多年之前.即利用EEI, EPRI及IVERC的研究成果和數(shù)據(jù)系統(tǒng)，建立了自己的發(fā)電設備可用率管理系統(tǒng)，并進行分析.制訂改進計劃，提出各發(fā)電機組最佳可用率的計算方法。

各電力設備制造廠除充分利用NERC:及各學會、研究單位等的統(tǒng)計數(shù)據(jù)及研究報告外。如威斯汀豪斯電氣公司,通用電氣公司(General Electric Company)等均有一套調查其產品的可靠性和可用率的做法和表格。并根據(jù)調查結果進行分析，提出改進意見和措施。

保證電力可靠性的重要意義已為美國各有關電力單位所共識，并建立了一整套比較完善的管理體系、管理方法和制度，以及各項準則和原則，能有計劃，有組織和系統(tǒng)地開展電力可靠性管理工作，并取得很大的經濟效益和社會效益 。2100433B

北美電力可靠性協(xié)會和9個區(qū)域可靠性協(xié)會為提高電力系統(tǒng)電力供應的安全性和充裕度都分別制定了電力系統(tǒng)規(guī)劃設計可靠性準則，其目的是從規(guī)劃設計方面充分保證電力系統(tǒng)的可靠性。這些準則作為區(qū)域可雄性協(xié)會對互聯(lián)電力系統(tǒng)及其成員對所屬電力系統(tǒng)進行電力系統(tǒng)規(guī)劃設計時應遵循的準則。也作為其成員進一步制定其所屬電力系統(tǒng)的更詳細和具體的規(guī)劃設計準則的基礎 。

電力系統(tǒng)可靠性涉及可靠性管理和可靠性評估兩個領域。電力可靠性管理主要是對已運行的電力系統(tǒng)及主要設備進行統(tǒng)計與管理，包括擬定電力行業(yè)可靠性管理的標準、準則；電力行業(yè)各項可靠性信息的采集、統(tǒng)計、分析；電力系統(tǒng)運行可靠性的監(jiān)督等。

可靠性評估主要是研究電力系統(tǒng)可靠性評價的方法、模型，對電力系統(tǒng)擴展的設計方案進行可靠性與經濟性比較分析等。 2100433B

電力系統(tǒng)規(guī)模龐大，習慣上將電力系統(tǒng)分成若干子系統(tǒng)，根據(jù)這些子系統(tǒng)的功能特點分別統(tǒng)計、評估各子系統(tǒng)的可靠性，不同的子系統(tǒng)可以有專門的可靠性指標。

電力系統(tǒng)可靠性發(fā)電系統(tǒng)可靠性

統(tǒng)一并網的全部發(fā)電機組按可接受標準及期望數(shù)量滿足電力系統(tǒng)負荷電力和電量需求的能力。

電力系統(tǒng)可靠性發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性

由統(tǒng)一并網運行的發(fā)電系統(tǒng)和輸電系統(tǒng)組成的發(fā)輸電系統(tǒng)按可接受標準和期望數(shù)量向供電點供應電力和電量的能力。

電力系統(tǒng)可靠性輸電系統(tǒng)可靠性

從電源點輸送電力到供電點按可接受標準及期望數(shù)量滿足供電負荷電力和電量需求的能力。

電力系統(tǒng)可靠性配電系統(tǒng)可靠性

供電點到用戶，包括配電變電站、高低壓配電線路及接戶線在內的整個配電系統(tǒng)及設備，按可接受標準及期望數(shù)量滿足用戶電力及電量需求的能力。

電力系統(tǒng)可靠性發(fā)電廠/變電站電氣主接線可靠性

在組成主接線系統(tǒng)的元件（斷路器、變壓器、隔離開關、母線等）可靠性的參數(shù)已知和可靠性準則給定的條件下，整個主接線系統(tǒng)按可靠性準則滿足供電點電力及電量需求的能力。