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工业用电力体系的稳定及市场问题剖析

　1工商业电力系统
　　近二三年中， IEEE PES和IA S等学会的论述中相继出现“工商业电力系统（ industrial comm ercial pow er system ）”一词，例如IA S举办的“工商业电力系统技术会议”中的“电力设备可靠性”讨论会已于2000年5月召开



。

　　2工商业电力系统的这一名词来源于电力市场的建立和电力工业生产工艺的独特性质――发输供电各环节的功能在同一瞬间内完成而且连续不断地进行。这个特点派生出电力系统中的工业系统和商业系统必须更紧密结合、渗透和相互支持制约的关系特点
。这样也使电力工业成为横垮第二产业和第三产业的一个特殊经济系统，而且其中的商业系统从一开始就可以利用先进的电子商业技术

。

　　由于电力系统中工业和商业机制必须紧密结合
，所以工业性事故中也有商业机制形成的原因
；而商业事故中除了共同的外界原因（如异常气温
、风沙
、雷害等）之外
，也一定有工业性原因
。

　　3初期工商业电力系统的缺点――可靠性降低

　　电力工业全面引入市场机制后，可靠性即从原来作为国家和社会的动力基础的可靠性转变成为电力市场上一种商品的可靠性了。这种变化的根源就是原来电力工业的业务从电力公司之间的单纯输送（售受）关系转变成电力公司与售电者之间批发与零售的竞争（增大效益和降低造价）关系





。其结果是电力系统的可靠性和安全性受到来自商业利益的巨大压力
。

　　具体地说，电力市场在电力工业中形成商业系统后所带来的令人耽心的现象是：

　　（1）维持和保证电力系统的可靠性变成由市场经济规定的电价与效益之间的协调折衷去确定
。

　　（2）缺乏提出可靠性建议的主动性，这不利于整体电网
。

　　（3）过去电力公司之间的志愿合作和联合规划不复存在


。

　　（4）输电开放或自由上网将使输电量多变，这会形成系统过负荷和运行中的其它问题
。

　　4可靠性降低导致的工业系统事故

　　市场使电力系统变成可自由买卖电能的网络
，输电量变化的数量在爆炸性地增大（几乎按指数率增大） 



，并使得停电事故更多地出现
。

　　近几年来发生的事故有


：（1） 1996年美国W SCC发生2次举世闻名的大停电事故，事故后检查发现多次输电越限而调度员无法处理或未曾注意到。

　　（2） 1998年12月在美国西部和加州所发生的类似事故也暴露出同样问题。

　　（3） 1999年7月和8月在美国纽约市和大西洋沿岸中部地区（主要在新泽西
、宾西法尼亚和马里兰等州）多次发生引起大量限电和停电的事故
。

　　（4）按目前情况预测，有理由怀疑将来还会发生象1996 W SCC那样波及整个供电区域的突发性事故



。

　　除了上述批发性交易增多造成输电量变化增多的因素外




，从各次事故报告中还可知道地区电力公司已不再更换不良设备
，而且也不急于进行新的投资


，因为不知道新投资如何在快速变化的市场环境中回收；最历害的是市场管理人员强行电价“封顶”的措施
，尤其在夏天炎热时，无法限制负荷上升




，眼看着负荷越过安全极限而无计可施
，此时任何一个部件若发生故障都会由“偶然”触发“必然”




，酿成大型灾变性事故
。

　　5市场竞争导致的商业性事故

　　5. 1电价冲击的含义这次市场事故是指1998年6月中一二天内美国中西部平常徘徊于＄20 MW h～＄40 MW h的批发实时电价突然升高至＄7 000 MW h～＄7 500 MW h的异常事件
，即电价聚涨200～300倍的短时现象。其实1997年同期曾升至＄325 MW h

， 1999年夏季也突升到＄1 000 MW h左右。

　　5. 2电价冲击的后果1998年6月24日至25日


，北美东部大系统中西部地区的最大和平均购电电价及次日峰荷期实时电价异常攀升约300倍的变化图

。

　　图中标明25日下午最高小时电价高达＄7 500 MW h

，虽然只成交了50MW 1 h的输电交易（也是事故调查组所查明的1次购入电价
，而当时已谣传电价将升至＄10 000 MW h）。未画出顶值（因为要与平时的电价变化比较）的电价突变图，仍令人触目惊心，可以感知冲击的严重影响：它使一些电力公司和市场经纪人遭受了几亿美元的损失



，也使一些经纪人立时陷入破产境地，使电力系统的运行受到很大干扰
，还使一些大工业用户处于十分被动的状态。

　　事故调查组的报告并未涉及详细的事故损失，但从早期零星报导中可看出后果是严重的。表面上它比1次工业性事故平静多了



，但其经济损失和社会影响却是可比的
。

　　6提高北美电力系统可靠性的组织措施

　　为了改进和补偿市场化所带来的结构上的“封建领地化”后果

，扩大管理功能
，尤其扩大已大为增大了的电网的作用










，针对提高可靠性的总目标
，从组织上作了重大改进

。其中主要的有2项：（1）N ERC改建为NA ERO北美自1965年东北部系统发生大事故后

，立即组建了北美电力可靠性协会（N ERC） ，在吸取事故教训的基础上对全国（后改为北美）电力系统各方面的可靠性工作进行有计划

、有组织、有秩序的管理





。30多年来
，其工作成绩显著

，为改进北美电力系统的可靠性作出了贡献


，其工作也影响到世界上不少国家。但是自从90年代初引入市场机制后









，原来的管理方式已有些不能适应


，虽然也作了些补充，例如建立了基于互联网的“输电开放同时信息系统”

　　（OA SIS） 



，以便为市场计算所用的输电能力
。但近年来

，工业性事故和商业性事故连续不断，亟待提高原有N ERC工作的权威性（原来属于民间的管理性质） ，并期待其结构和功能更有利于在市场竞争环境中处理和保证可靠性。

　　（2）在ISO之外重新建立RTO机构1996年2次大的工业性事故后
，曾决定建立“独立系统运行机构”（ ISO ） ，并在加州

、德州、新英格兰、纽约和PJM （三州联网）中建成了非盈利性
、不介入市场
、在无偏向而公平的基础上作出调度决策、兼顾市场正常运营和可靠性的机构。但多次商业性事故（电价冲击）的出现
，暴露了其功能上的缺陷，即ISO难以处理输电可靠性及输电规划任务



。于是FERC又一次于1999年5月作出硬性规定


，限期责成各电力公司组成“地区输电组织”（RTO ） ，以加强输电规划及输电可靠性保证的职责。此行政规定出台后


，赞成和反对之声皆不绝
，质疑辨论者更不少

。但是FERC又于2000年连续发布新命令

，要求所有输电业主必须于2001年前加入RTO.但此命令中既未规定RTO的规模

，也未说明其结构和功能


。所以IEEE PES 2000年的夏季会议中又特设了2次专题讨论会
，分别讨论这2个问题
。

　　上述情况给予人们2点启示
：（1）这次电价冲击事故不仅是大型电力系统中全面推行电力市场机制后出现的商业性事故对电价和市场的冲击，而且也是对人们如何运作电力市场及对电力系统理解和认识的冲击
，如何正确组织其管理事宜还处于摸索探讨中，值得予以重视


。

　　（2）在工商业电力系统中

，输电和电网起着越来越重要的作用

，这在国内外都一样地形成了一个规律性的新认识

：“即随着电力工业和电力体制改革的不断深入
，电网已逐步成为改革和调整的重要内容，电网建设已由后台走到了前台
。”

　　7结束语（1）大型电力系统中推行市场机制是发展的必然趋势，电力生产和消费同时性的特点使其中工业系统和商业系统紧密地交织在一起
，形成了明显区别于其他工业系统的工商业电力系统。

　　（2）全面的电力市场机制要求拆裂




、分解原来垄断运行机体的结构
，以进行公开


、公正、公平的自由竞争；而工业系统的正常安全运行则要求统一管理
、信息畅通和相互支持


。在初期阶段中这2种要求必然形成工

、商业体系之间的矛盾

。如果管理失调
，自我完善进展缓慢，将出现整个体系可靠性降低的严重后果



，不仅工业性停电事故将增多

，而且还会连续出现电价冲击一类的商业性事故
。

　　（3）工商业电力系统中
，输电和电网的作用及其可靠性将日益变得重要
，必须在推行电力市场机制时及早规划和建立其协调运营、合理管理的机制与机构。

　　（4）引入电力市场机制是全新的事物
，是一场革命性变革
，尤其要认真考虑到本国


、本地和本网的具体特点
。在推行电力市场的初期过程中，一切经过试验比行政硬性命令的方式将更合理
；摸着石头过河比淌着混水过河也会更有效




。