【电网安全审视】安全管理系列文章（六）：国际重大停电事故统计数据的分析

编者按：国网能源院电网发展综合研究所主要聚焦电网安全发展战略、电网安全管理、电网安全资源市场配置、电网安全诊断分析等领域研究，从全社会安全资源共享、降低安全响应成本、提升安全响应能力等角度分析电网安全相关问题，提供安全识别、安全诊断、安全政策、安全方案等咨询服务。本专栏将围绕电力安全发展、企业应急能力提升、电网风险管理等主题，结合相关成果和研究思考与读者进行交流分享。

文章导读：2000年以来，国际上发生了约125次大停电事故，主要原因包括电力系统结构薄弱、系统保护技术措施不当、电力设施设备长期投入不足等问题。随着气候变化，以及电网的数字化、智能化程度越来越高，电网安全风险出现了一些新变化，主要包括越来越频繁的极端天气、新能源高比例接入造成的网源协调矛盾不断加剧、网络攻击对电网安全的威胁变得现实而紧迫。

国际重大停电事故统计数据
的分析

执笔人：边海峰、张钧、

田鑫、王旭斌

国网能源院

电网发展综合研究所

一、传统事故原因依然是电网安全的严重威胁

      一是关键设备故障与自然灾害是最主要诱因。在125次大停电事故的初始原因中，关键设备故障和自然灾害达到97次，占比77.6%。另外，系统运行操作不当及误操作13次，外力破坏6次，体制机制方面4次（主要是美国加州能源危机引起电力短缺所致），网络攻击5次。

      二是系统保护等技术措施不当是事故扩大的直接原因。印度2012年“7.30”和“7.31”事故就是由于关键线路过载后距离保护三段动作引发系统连锁反应，处置过程中低频减载切负荷措施不能有效落实；上世纪90年代中叶，美国提出了类似我国的电网安全“三道防线”，但执行情况不理想。从美国2019年“7.13”纽约大停电可以看出，该区域城市电网设计违背了“N-1”原则，设备出现故障后配电网自动化系统没有及时切换供电路径。

      三是电网结构“先天不足”是造成某些国家和地区停电事故频发的重要原因。不同的电网结构对于系统故障和扰动的承受能力有着显著差异。从发生大停电事故频率排名前几名的国家和地区来看，往往由于历史发展进程和体制方面的原因，未能有效构建一个清晰合理的电网结构，存在未能实现有效分层分区、网架薄弱环节多、事故容易扩大等先天性缺陷。如发生多次大停电事故的委内瑞拉，该国东部电源基地向西部负荷中心输电走廊单一、链条长，网架结构不甚合理，单一故障后容易发生大面积停电事故，且故障后支援难度大、恢复时间长。

      四是电力设施设备长期投入不足、老旧设备比例高是多起大停电事故的深层次原因。美国电力企业大多隶属私有企业或股份制企业，追求利润最大化，设备老化问题突出，运行年限超过25年的电力设备占比高。2015年美国能源部发布《四年度技术评估》指出，美国70%的输电线路和电力变压器运行年限超过25年，60%的断路器运行年限超过30年。

二、电网安全风险出现新变化

      随着电网智能化、信息化、互动化的快速发展，除上述传统风险外，一些非传统风险逐渐需要引起人们的重视。

      一是越来越频繁的极端天气给电网安全造成巨大威胁。随着全球气候变化，极端天气灾害发生日益频繁，所造成的大停电事故往往带来巨大的经济社会损失。澳大利亚2016年“9.28”大停电是由于强台风造成的，使南澳电网在88s之内遭受５次系统故障，风电机组大规模脱网，最终演变成持续50h的全州大停电。另外，气候变化也造成高强度洪灾、森林大火、热浪和干旱等灾害的次数增加，使电网安全运行承受巨大的压力，比如热浪在加剧干旱的同时，降低输电基础设施的效率，增加高峰时段对空调的需求。

      二是新能源高比例接入造成的网源协调矛盾不断加剧。近年来新能源发展迅猛，由于其“有效转动惯量”与常规机组相比较小，导致电网抗扰动能力持续下降，加之新能源机组涉网性能不足，在系统遭受事故后迅速脱网，进一步加剧系统波动性，导致大停电事故发生。2019年“8.9”英国伦敦发生大停电事故，约100万家庭和企业用户受到此次事故的影响。此次事故中，海上风电、大量分布式电源接连跳闸脱网，发电能力缺额超过130万千瓦，电网频率快速下降至正常范围之外，触发低频减载切负荷装置，导致大量负荷被切除。

      三是网络攻击对电网安全的威胁变得现实而紧迫。随着电力产销边界的逐渐模糊，以及大量智能表计、智能终端接入，电力系统的分布化程度越来越高，电网边界不断延伸，电力监控系统及其网络的安全防护形势日益严峻。2015年12月23日发生的乌克兰大停电，成为首个被证实的由黑客攻击行为而导致的停电事件。2019年6月15日，《纽约时报》爆出至少从2012年开始，美国已将侦查探测器植入俄罗斯电网控制系统，该报道称美国正在加大对俄罗斯电网的网络攻击。

专家介绍

边海峰，硕士，国网能源院电网发展综合研究所研究员。主要从事安全风险管理、电力规划等研究。发表论文10余篇、专利3项。获国家电网公司软科学成果一等奖1项、电力科技创新奖二等奖1项。

张钧，博士，国网能源院电网发展综合研究所室主任，主要从事电网发展、电网安全防控等研究。

田鑫，硕士，国网能源院电网发展综合研究所专家，主要从事电网投资分析、电网工程后评价、电网安全管理、电网风险预警等相关研究，先后承担国家科技部、能源局、国家电网公司委托的重大课题30余项，主笔编写出版《国内外电网发展分析报告2019》等著作，发表EI、中文核心期刊文章10余篇，获得发明专利、实用新型专利10余项，多次获得国家电网公司科技进步奖、国家电网公司软科学成果奖等。

王旭斌，国网能源院电网发展综合研究所研究员，电力系统及其自动化专业博士。主要从事电网发展战略、电网投资评价及策略、电网安全防控等研究。

团队简介：电网发展综合研究所（简称电网所）是国网能源院内设业务所，成立于2009年10月，目前拥有员工18人，平均年龄34岁，博士11人，副高级职称以上10人，是一个朝气蓬勃、开拓创新的宽口径、复合型研究团队。

      电网所下设电网综合业务、智能电网两个研究室，自成立以来，以电网发展、电网安全、电网运营等研究咨询为核心，为政府政策制定和能源电力行业发展提供决策咨询服务。发扬“踏实肯干、勇于担当、开拓创新”的“勤劳、担当、创新”精神，深耕细作，精益求精，不断提高科研能力和质量，不断涌现思想火花和智库成果。累计承担近400项研究项目，其中，政府委托项目21项，国家电网公司科技项目97项、管理咨询项目36项、专项研究项目54项，其他省级电力公司和社会企业机构委托项目170余项。获得中国电力科学技术奖2项，国家能源局软科学研究优秀成果奖3项，中电联中国电力创新奖3项，国家电网公司科技进步奖15项，国家电网公司软科学优秀成果奖10项。依托研究成果形成100余篇内参专报，相关建议被政府部门、国家电网公司采纳，纳入相关政策文件、标准规范、会议材料和决策依据等。挂牌“国家电网公司劳模创新工作室”，获得“国网能源院先进集体”“国网能源院课题攻关党员先锋团队”“国网能源院先进党支部”“课题攻关党员创新团队”等荣誉称号。

      2020年初，以“四个革命，一个合作”能源安全新战略为指引，聚焦新时代如何发展新电网，电网所集思广益，提出“三二一”研究体系，即三大功能定位、两轮创新驱动、一个国际视野，形成六大研究方向，分别是电网发展规划战略、电网安全应急保障、电网运营服务升级、电网治理能力提升、电网技术创新发展、电网发展国际比较，并成立六个柔性研究团队，围绕六大研究方向开展基础能力建设和研究咨询工作。

 往期回顾 

编辑：杨彪

审核：许晓艳

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