近30年全球大停電事故發(fā)生的深層次原因分析及啟示
胡源1, 薛松1, 張寒1, 張樺2, 馮昕欣1, 唐程輝1, 林毅3, 鄭鵬4
(1. 國(guó)網(wǎng)能源研究院有限公司，北京 102209; 2. 國(guó)家電網(wǎng)有限公司，北京 100031; 3. 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，福建 福州 350013; 4. 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司，福建 福州 350003)
引言
電力系統(tǒng)作為連接發(fā)電廠和終端用戶的“橋梁”，一旦發(fā)生故障，極易引發(fā)大規(guī)模的停電事故，進(jìn)而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至威脅到居民的生命安全[1-3]。近年來(lái)，全球范圍內(nèi)發(fā)生多起大停電事故，引發(fā)各國(guó)關(guān)注。
為了從大停電事故中總結(jié)出對(duì)中國(guó)電網(wǎng)安全的啟示，大量學(xué)者對(duì)已發(fā)生的大停電事故展開(kāi)了一系列研究，主要包括自然災(zāi)害、設(shè)備故障、電網(wǎng)管理模式和網(wǎng)絡(luò)攻擊4個(gè)方面。在自然災(zāi)害方面，文獻(xiàn)[4]從大停電事故發(fā)生、發(fā)展和恢復(fù)3個(gè)階段分析了2009年由于極端天氣引發(fā)的巴西電網(wǎng)大停電事故；文獻(xiàn)[5]總結(jié)了2016年極端天氣下新能源脫網(wǎng)引發(fā)的澳大利亞大停電事故；文獻(xiàn)[6-8]分析了印度2012年7月由于400 kV聯(lián)絡(luò)線線路跳閘引發(fā)的電力系統(tǒng)大規(guī)模連鎖故障；文獻(xiàn)[9-11]分析了2018年巴西電網(wǎng)因斷路器過(guò)載保護(hù)動(dòng)作后造成的巴西大面積停電事故；文獻(xiàn)[12]分析了2015年3月土耳其東西部傳輸走廊高壓輸電線路過(guò)載動(dòng)作跳閘后，引發(fā)歐洲互聯(lián)電網(wǎng)解列，并最終導(dǎo)致大停電事故；文獻(xiàn)[13-14]分析了2019年8月2個(gè)風(fēng)電場(chǎng)非正常脫網(wǎng)，導(dǎo)致英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)系統(tǒng)頻率跌出正常工作范圍，引發(fā)大停電事故；文獻(xiàn)[15]分析了2006年11月，由于E.ON 公司未嚴(yán)格執(zhí)行“N–1”標(biāo)準(zhǔn)，各電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商（TSO）之間協(xié)調(diào)不當(dāng)，導(dǎo)致的歐洲大面積停電；文獻(xiàn)[16]分析了2011年9月異常天氣疊加調(diào)度管理模式缺陷引發(fā)的美墨大停電事故；文獻(xiàn)[17-18]介紹了2015年烏克蘭電網(wǎng)因遭遇黑客攻擊，導(dǎo)致大規(guī)模停電；文獻(xiàn)[19]分析了2019年3月委內(nèi)瑞拉2起大停電事件；文獻(xiàn)[20-22]對(duì)大停電事故損失評(píng)估、電網(wǎng)恢復(fù)策略、風(fēng)險(xiǎn)防范機(jī)制等展開(kāi)了研究。
國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于大停電事故已經(jīng)進(jìn)行了大量研究，但缺乏系統(tǒng)性地梳理、分析和研判。因此，本文基于國(guó)內(nèi)外大停電事故研究文獻(xiàn)、調(diào)查報(bào)告及權(quán)威網(wǎng)站報(bào)道，系統(tǒng)梳理自1990年至2020年底近30年來(lái)全球范圍內(nèi)具有突發(fā)性、影響范圍超過(guò)10萬(wàn)人、停電時(shí)長(zhǎng)＞1 h的大停電事故，總結(jié)全球大停電事故的特點(diǎn)、發(fā)展趨勢(shì)，深入分析各類大停電事故發(fā)生的原因后，提出防范中國(guó)大停電事故的具體措施和建議。
1 全球大停電事故特點(diǎn)及趨勢(shì)
本文基于wikimili統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（ https://wikimili.com/en/List_of_major_power_outages），結(jié)合對(duì)應(yīng)官方事故原因分析報(bào)告，梳理分析了1990年以來(lái)全球大停電事故，如圖1所示。研究發(fā)現(xiàn)，2008年金融危機(jī)后，世界經(jīng)濟(jì)進(jìn)入低速增長(zhǎng)調(diào)整期，電網(wǎng)面臨可持續(xù)投資壓力。同時(shí)，近10年來(lái)，極端自然災(zāi)害進(jìn)入高發(fā)期，給電力系統(tǒng)安全帶來(lái)嚴(yán)重?cái)_動(dòng)。多重因素作用下，大停電事故進(jìn)入多發(fā)期。
圖1 1990—2020年歷年大停電次數(shù)
Fig.1 Distribution of blackouts from 1990 to 2020
從各國(guó)及地區(qū)大停電次數(shù)統(tǒng)計(jì)情況來(lái)看，美國(guó)、加拿大、澳大利亞、巴西、印度等國(guó)家大停電事故發(fā)生次數(shù)最多，普遍具有國(guó)土面積遼闊、供電跨度大、電力運(yùn)行工況復(fù)雜的特點(diǎn)，同時(shí)也是世界主要經(jīng)濟(jì)體，如圖2所示。
圖2 各國(guó)及地區(qū)大停電發(fā)生次數(shù)占比
Fig.2 Proportion of the number of blackouts in various countries and regions
從影響范圍來(lái)看，影響人口超過(guò)2 000萬(wàn)人以上的大停電事故主要發(fā)生在2000年以后。最嚴(yán)重的2次大停電事故均發(fā)生在印度，其中2012年印度大停電事故影響的人數(shù)最多，達(dá)6.2億人。盡管美國(guó)是停電次數(shù)最多的國(guó)家，但除了1965年的美國(guó)大停電影響人數(shù)達(dá)3 000萬(wàn)人以外，其他大部分大停電事故中受到影響的人數(shù)均在1 000萬(wàn)人以下。
從停電原因來(lái)看，全球已明確發(fā)生原因的138件大停電事故中，主要有以下4類原因：（1）自然災(zāi)害原因，直接引起77件，占比56%；（2）電力投資不足導(dǎo)致設(shè)備老化、市場(chǎng)設(shè)計(jì)缺陷等電力管理體制機(jī)制原因，引起或使停電事故惡化的共有43件，占比31%；（3）意外或人為事故原因，引起14件，占比10%；（4）網(wǎng)絡(luò)攻擊原因，引起4件，占比3%。誘因分布如圖3所示。
圖3 20世紀(jì)90年代以來(lái)大停電事故主要誘因分布
Fig.3 Distribution of main causes for blackouts since the 1990s
2 大停電事故發(fā)生原因分析
2.1 自然災(zāi)害原因
自然災(zāi)害引發(fā)的大停電事故具有偶發(fā)性、對(duì)電力系統(tǒng)影響范圍明確、影響范圍不易擴(kuò)散的特點(diǎn)。比較典型的是2008年中國(guó)南方冰雪災(zāi)害、2009年巴西和巴拉圭颶風(fēng)、2011年日本大地震等引發(fā)的大停電事故等。
（1）防災(zāi)減災(zāi)預(yù)案和恢復(fù)措施準(zhǔn)備不足，電網(wǎng)與有關(guān)防災(zāi)部門(mén)間協(xié)調(diào)不充分。歷史上多次大停電事故均是由于電網(wǎng)與其他部門(mén)間缺乏整體協(xié)調(diào)配合機(jī)制、未能建立完善的防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)急預(yù)案研究，導(dǎo)致電網(wǎng)面對(duì)自然災(zāi)害擾動(dòng)的考慮不夠充分。由于信息匱乏與溝通不暢，電網(wǎng)災(zāi)前預(yù)警不充分，未能及時(shí)合理調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行方式，提前合理配置救災(zāi)搶修資源；災(zāi)中面對(duì)復(fù)雜多變的災(zāi)情，缺少統(tǒng)一有效的調(diào)度控制手段，未能及時(shí)緩控故障蔓延；災(zāi)后電網(wǎng)故障情況、交通路網(wǎng)信息傳輸不暢，導(dǎo)致故障搶修與負(fù)荷恢復(fù)過(guò)程進(jìn)展緩慢。例如，2003年夏天，由于天氣炎熱、負(fù)荷飆升，美國(guó)東北部地區(qū)部分輸電線路發(fā)生過(guò)載跳閘。美、加兩國(guó)相關(guān)電力公司之間缺乏高效溝通協(xié)調(diào)機(jī)制，未能及時(shí)共享潮流異常信息并采取協(xié)同應(yīng)急控制措施，最終釀成波及5 500萬(wàn)人的“8·14”美加大停電[23]。
（2）電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)與關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度不足，備件匱乏，設(shè)備安全裕度保障不足。線路跳閘等設(shè)備故障極易在極端天氣下集中出現(xiàn)在受災(zāi)區(qū)域。很多大停電事故是由于電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)與關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處的元件設(shè)備在極端天氣中失靈或受損，而電網(wǎng)安全裕度不足，導(dǎo)致連鎖故障甚至系統(tǒng)失穩(wěn)而造成的。例如，巴西2009、2011年兩次大停電均由于關(guān)鍵的伊泰普水電站送出通道在極端天氣中接地短路或保護(hù)跳閘，系統(tǒng)失穩(wěn)振蕩，導(dǎo)致系統(tǒng)解列及崩潰。
需要注意的是，自然災(zāi)害是引起大規(guī)模停電事故的最重要誘因，但最終的嚴(yán)重停電損失往往也是多種因素共同作用的結(jié)果，如防災(zāi)體系失靈、應(yīng)急預(yù)案不充分、關(guān)鍵設(shè)備受災(zāi)停運(yùn)、調(diào)度手段不恰當(dāng)?shù)龋沟米匀粸?zāi)害引發(fā)的電網(wǎng)局部故障惡化為系統(tǒng)性連鎖故障。
2.2 管理體制機(jī)制原因
市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)、電力可持續(xù)投資等管理體制機(jī)制因素是引發(fā)大停電的第二大原因，具有易與其他誘發(fā)因素伴發(fā)，將事故影響范圍擴(kuò)大到全局，波及范圍廣、恢復(fù)緩慢等特點(diǎn)。比較典型的是2012年印度大停電、2019年阿根廷大停電等，幾乎導(dǎo)致全國(guó)范圍內(nèi)的停電。管理體制機(jī)制因素還可細(xì)分為電力市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)缺陷、電網(wǎng)管理體制“破碎化”、電力投資能力不足等問(wèn)題。
（1）電力市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)不夠完善。電力市場(chǎng)機(jī)制建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的、不斷完善的過(guò)程。在市場(chǎng)建設(shè)過(guò)程中，對(duì)市場(chǎng)運(yùn)行的極端情況考慮不夠充分，例如電價(jià)嚴(yán)格管制、中長(zhǎng)期市場(chǎng)與現(xiàn)貨市場(chǎng)不協(xié)調(diào)、容量機(jī)制吸引力不足等，在外部擾動(dòng)的情況下可能會(huì)被迅速放大、造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。例如，2001年美國(guó)加州大停電事故中，為增加發(fā)電側(cè)競(jìng)爭(zhēng)而放松批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格，并管控配售電價(jià)，受發(fā)電成本上升影響，發(fā)電商哄抬電價(jià)，公共配售商利益無(wú)法保障，交易品種只設(shè)置現(xiàn)貨市場(chǎng)，配售電公司無(wú)法簽訂中長(zhǎng)期協(xié)議對(duì)沖價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致太平洋電氣在內(nèi)的大量公共事業(yè)公司嚴(yán)重虧損乃至破產(chǎn)，引發(fā)大停電。
（2）電網(wǎng)各級(jí)調(diào)度體系分散、電網(wǎng)采取分散管理模式。部分國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度管理主體分散、統(tǒng)一調(diào)度協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)較多，下級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)不完全接受上級(jí)機(jī)構(gòu)調(diào)度指令，管理相對(duì)獨(dú)立；配電網(wǎng)與上級(jí)輸電網(wǎng)的規(guī)劃、并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)不配套，輸配電網(wǎng)間管理機(jī)制松散，實(shí)際運(yùn)行中輸電網(wǎng)無(wú)法準(zhǔn)確高效地掌握下級(jí)配網(wǎng)的真實(shí)運(yùn)行水平。故障發(fā)生時(shí)，各級(jí)調(diào)度不能快速協(xié)調(diào)一致處理事故，局部故障無(wú)法被快速隔離，導(dǎo)致事故范圍迅速蔓延擴(kuò)大。例如，2012年導(dǎo)致印度3個(gè)區(qū)域大電網(wǎng)崩潰的大停電，由于各級(jí)調(diào)度主體間權(quán)責(zé)不明確，上級(jí)調(diào)度指令無(wú)法有效執(zhí)行，事故初期局部故障未能被快速隔離，致使事故范圍迅速擴(kuò)大。印度各級(jí)調(diào)度中心責(zé)權(quán)分散，統(tǒng)一調(diào)度和協(xié)調(diào)能力嚴(yán)重不足，無(wú)法采取步調(diào)一致的處理手段。調(diào)度體系分散還導(dǎo)致了印度復(fù)電緩慢，甚至出現(xiàn)了一停再停的情況。
（3）電力投資能力不足。電價(jià)水平較低，尤其是輸配電環(huán)節(jié)費(fèi)用受到嚴(yán)格監(jiān)管，導(dǎo)致電網(wǎng)公司利潤(rùn)不足，無(wú)法有效地對(duì)老舊的輸配電線路進(jìn)行維護(hù)、檢修與升級(jí)；電網(wǎng)投資能力受到嚴(yán)重限制，無(wú)法根據(jù)發(fā)電容量與負(fù)荷需求的變化，有效地對(duì)輸電線路進(jìn)行增容擴(kuò)建[24]。例如，印尼雅加達(dá)2019年8·4大停電事故，印尼政府規(guī)定消費(fèi)者承擔(dān)的電價(jià)須低于市場(chǎng)水平，印尼國(guó)有電力公司承擔(dān)相應(yīng)損失、每年向國(guó)會(huì)上報(bào)電力補(bǔ)貼預(yù)算，經(jīng)國(guó)會(huì)批準(zhǔn)后，由財(cái)政部分期支付補(bǔ)貼資金，電價(jià)機(jī)制畸形、不能保障電網(wǎng)的合理投資回報(bào)水平，加之大量“高齡”電廠超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、變電站老化損毀等，最終總?cè)丝诘囊话朐馐芡ｋ娪绊憽?
管理體制機(jī)制原因須引起高度重視，電力系統(tǒng)是技術(shù)密集型行業(yè)，容易忽視管理體制機(jī)制對(duì)電力系統(tǒng)安全的重要保障作用。管理機(jī)制設(shè)計(jì)不當(dāng)，可能危害到整個(gè)國(guó)家和地區(qū)的能源安全。
2.3 人為事故原因
人為事故是引發(fā)大停電的重要原因。人為事故引發(fā)的大停電事故具有突發(fā)性、缺少征兆、易造成電氣設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞等特點(diǎn)。比較典型的是2015年土耳其大停電，由于主要輸電通道重載時(shí)段安排檢修引發(fā)了大停電，影響人口達(dá)到土耳其總?cè)丝诘?0%。
造成人為事故的原因主要包括2類。（1）運(yùn)行人員的誤操作，包括生產(chǎn)運(yùn)行中的操作違反《電業(yè)安全工作規(guī)程》，以及由于技術(shù)不精、業(yè)務(wù)不熟、責(zé)任心不強(qiáng)導(dǎo)致的安全事故。如：某供電局工作人員帶負(fù)荷拉隔離開(kāi)關(guān)，造成220 kV線路停電，電網(wǎng)調(diào)度員誤下令造成電網(wǎng)大量甩負(fù)荷等[25]。（2）建筑施工或供水、供氣等基礎(chǔ)設(shè)施修建過(guò)程中對(duì)電力設(shè)備的損壞。除了暴露在外的架空線路在施工過(guò)程中容易被破壞以外，埋在地下電纜由于很難被察覺(jué)，也極易遭到破壞。
2.4 網(wǎng)絡(luò)安全原因
網(wǎng)絡(luò)攻擊引發(fā)的停電事故具有隱蔽性、復(fù)雜性強(qiáng)、防御難度大、物理傷害大等特點(diǎn)。比較典型的是2015年烏克蘭大停電事故和2019年委內(nèi)瑞拉停電事故，影響人口分別達(dá)23萬(wàn)人和3 200萬(wàn)人，美國(guó)已于近些年開(kāi)展電力網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力建設(shè)。近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)攻擊導(dǎo)致大停電出現(xiàn)的原因主要包括如下2個(gè)方面。
（1）隨著信息系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的深度融合，信息系統(tǒng)安全問(wèn)題極易引發(fā)電力系統(tǒng)安全事故。隨著互聯(lián)網(wǎng)與信息技術(shù)的不斷發(fā)展、電力信息物理系統(tǒng)與能源互聯(lián)網(wǎng)的加快建設(shè)，電力系統(tǒng)傳感器數(shù)量、信息網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和決策單元數(shù)量都大大增加，越來(lái)越多的外部信息通過(guò)各種業(yè)務(wù)途徑直接或間接影響著電力系統(tǒng)調(diào)控決策，電力網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的交互機(jī)理日益復(fù)雜。信息技術(shù)在給電力系統(tǒng)帶來(lái)便利的同時(shí)，也引入了信息系統(tǒng)的脆弱性，使得電力網(wǎng)絡(luò)的脆弱性更加復(fù)雜。
（2）信息技術(shù)快速更新迭代，針對(duì)電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊防范難度大。對(duì)于電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊手段越發(fā)先進(jìn)，呈現(xiàn)多元化、隱蔽性強(qiáng)、潛伏期長(zhǎng)、攻擊代價(jià)小、目標(biāo)性更強(qiáng)、事故概率更高的特點(diǎn)。這一新的攻擊形式與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)遭受“N–1”或“N–k”故障引發(fā)對(duì)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響存在機(jī)理和控制手段上的差異。系統(tǒng)現(xiàn)有的安全防御體系難以抵御網(wǎng)絡(luò)協(xié)同攻擊。因此，針對(duì)電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊能夠造成大范圍停電，且難以快速恢復(fù)、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，進(jìn)而延伸造成社會(huì)的混亂與恐慌。
3 國(guó)外大停電事故對(duì)中國(guó)電力系統(tǒng)安全的啟示
中國(guó)當(dāng)前正積極推動(dòng)“碳達(dá)峰、碳中和”工作，可再生能源跨越式發(fā)展已成為各方共識(shí)，大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)消納會(huì)進(jìn)一步增加電力系統(tǒng)的脆弱性，安全可靠運(yùn)行壓力增大。電力系統(tǒng)安全防護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，從國(guó)外經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)來(lái)看，應(yīng)當(dāng)通過(guò)技術(shù)手段增強(qiáng)電網(wǎng)彈性，通過(guò)管理體制機(jī)制優(yōu)化保障系統(tǒng)有序運(yùn)行、增強(qiáng)人為事故防范、增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力。
（1）通過(guò)技術(shù)手段增強(qiáng)電網(wǎng)彈性。增強(qiáng)電網(wǎng)彈性包括提高電網(wǎng)互聯(lián)、提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、增強(qiáng)電網(wǎng)應(yīng)急響應(yīng)能力等。
①提高電網(wǎng)互聯(lián)，加快能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。加強(qiáng)跨區(qū)跨省輸送通道建設(shè)，完善送受端網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高電網(wǎng)互聯(lián)程度，加強(qiáng)大電網(wǎng)互備。加強(qiáng)“大云物移智鏈”在電力系統(tǒng)信息采集、感知、處理等環(huán)節(jié)的應(yīng)用，加快構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。
②提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。加強(qiáng)抽水蓄能、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能等調(diào)節(jié)電源建設(shè)，加快煤電靈活性改造，提高電網(wǎng)調(diào)峰能力。提升可再生能源功率預(yù)測(cè)，加強(qiáng)多級(jí)調(diào)度系統(tǒng)的協(xié)同快速響應(yīng)。提高源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同控制能力，加強(qiáng)需求響應(yīng)等可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源規(guī)?；?、常態(tài)化應(yīng)用，拓展電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)手段。
③增強(qiáng)電網(wǎng)應(yīng)急響應(yīng)能力。電力企業(yè)制定極端場(chǎng)景下應(yīng)急預(yù)案，充分考慮各種極端場(chǎng)景和困難，加強(qiáng)融冰技術(shù)、抗震設(shè)備等先進(jìn)技術(shù)的部署應(yīng)用。加強(qiáng)電網(wǎng)與應(yīng)急管理、氣象、交通等部門(mén)在災(zāi)害預(yù)警信息、影響程度預(yù)測(cè)等方面的協(xié)同互動(dòng)，提高電網(wǎng)災(zāi)害預(yù)判和處置專業(yè)能力。
（2）通過(guò)管理體制機(jī)制優(yōu)化保障系統(tǒng)有序運(yùn)行。長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)堅(jiān)持了“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一管理”的發(fā)展模式，極大發(fā)揮了電網(wǎng)的規(guī)模效應(yīng)和協(xié)同效益，在應(yīng)對(duì)用電需求快速增長(zhǎng)等挑戰(zhàn)、保持電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定中起到了決定性作用。優(yōu)化管理體制機(jī)制主要包括加快建立全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)、建立健全容量機(jī)制、完善電力基礎(chǔ)設(shè)施投資回報(bào)機(jī)制等。
①加快建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)。穩(wěn)步推進(jìn)經(jīng)營(yíng)性用戶發(fā)用電計(jì)劃全面放開(kāi)，同步推進(jìn)調(diào)度能力建設(shè)，逐步實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)性用戶發(fā)用電計(jì)劃全部放開(kāi)。完善跨區(qū)跨省交易機(jī)制，有序推進(jìn)現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)，做好不同地域范圍、不同時(shí)間尺度、不同標(biāo)的交易的銜接和貫通。加快完善系統(tǒng)平衡機(jī)制、結(jié)算機(jī)制和信息披露機(jī)制等，提高交易透明度和運(yùn)作效率。完善阻塞管理與輔助服務(wù)機(jī)制等。
②建立健全容量機(jī)制。區(qū)分存量和增量機(jī)組，對(duì)于已建成的機(jī)組，可探索容量補(bǔ)償機(jī)制，由政府主管部門(mén)核定發(fā)電容量成本，制定容量補(bǔ)償價(jià)格。對(duì)于新建機(jī)組，研究建立容量招標(biāo)機(jī)制，發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制在吸引電源投資方面的促進(jìn)作用，保障長(zhǎng)期容量充裕性。
③完善電力基礎(chǔ)設(shè)施投資回報(bào)機(jī)制。為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)，借鑒美國(guó)、英國(guó)等做法，對(duì)升級(jí)電網(wǎng)、機(jī)組配套投資等，在輸配電價(jià)核定、投資規(guī)模安排、項(xiàng)目核準(zhǔn)等方面給予政策支持。對(duì)儲(chǔ)能、需求響應(yīng)等靈活調(diào)節(jié)資源，充分考慮實(shí)際需要，優(yōu)化電價(jià)機(jī)制、資金補(bǔ)貼等。
（3）增強(qiáng)人為事故防范。中國(guó)電網(wǎng)覆蓋面積廣，連接設(shè)備多，當(dāng)前中國(guó)城市化建設(shè)和電網(wǎng)建設(shè)都處于快速推進(jìn)期，大量基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)尚未形成統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的機(jī)制，燃?xì)?、道路建設(shè)施工等易破壞電力設(shè)施，引發(fā)停電事故，應(yīng)著力做好以下幾方面工作。
①探索人工智能等新興技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。保障電網(wǎng)“大云物移智”等必需、必要高新技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用的投資，提升電網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知、自愈能力等方面的智能化水平，減少人為操作因素造成的電網(wǎng)停電事故，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、自動(dòng)處置故障點(diǎn)。
②加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施的統(tǒng)籌規(guī)劃和建設(shè)。很多電力事故由其他行業(yè)施工不當(dāng)?shù)惹闆r導(dǎo)致，促請(qǐng)政府加強(qiáng)對(duì)道路、水務(wù)、電力、通信和燃?xì)獾刃袠I(yè)規(guī)范的統(tǒng)一部署，統(tǒng)一制定基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，從源頭上減少其他單位在施工或檢修時(shí)造成的停電事故。
（4）增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力。中國(guó)目前發(fā)電、電網(wǎng)、電力裝備等企業(yè)都在推進(jìn)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，各類接入外部設(shè)備、網(wǎng)站系統(tǒng)、通信傳輸系統(tǒng)等成為發(fā)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)攻擊的重要“跳板”，安全防護(hù)重點(diǎn)已從企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)擴(kuò)展到各類終端、傳輸路徑，網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)日益嚴(yán)峻，應(yīng)著力做好以下幾方面工作。
①優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)防護(hù)體系。系統(tǒng)研究適應(yīng)電力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的安全防護(hù)體系，在入網(wǎng)電力設(shè)備硬件、操作系統(tǒng)、通信技術(shù)及云服務(wù)器等環(huán)節(jié)做好體系建設(shè)，明確云、邊、端的安全防護(hù)策略、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、邏輯功能等，形成分層立體防御體系。
②將安全防護(hù)關(guān)口前移。發(fā)揮電力企業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全責(zé)任單位的主體作用，協(xié)同上下游設(shè)備廠商、研究機(jī)構(gòu)等，加快適應(yīng)高比例電力電子裝備接入電網(wǎng)的安全防護(hù)技術(shù)研究，提升威脅監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)技術(shù)、安全防護(hù)技術(shù)、攻擊路徑阻斷及隔離技術(shù)，增強(qiáng)主動(dòng)防御能力，加大網(wǎng)絡(luò)防御縱深。
③加快完善電力物聯(lián)網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn)。電力企業(yè)積極參與電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全各類標(biāo)準(zhǔn)制定，精準(zhǔn)制定適用各類電力電子設(shè)備、各種應(yīng)用場(chǎng)景的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。從安全測(cè)評(píng)、防范、處置等電力網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)全環(huán)節(jié)，加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂和落地。將網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)性能作為電力企業(yè)招標(biāo)設(shè)備時(shí)重要參考指標(biāo)。
4 結(jié)語(yǔ)
大停電事故對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)造成巨大的損失，甚至威脅到人類的生命安全。本文對(duì)全球范圍內(nèi)近30年的大停電事故發(fā)生的原因，從自然災(zāi)害、管理體制機(jī)制、人為事故和網(wǎng)絡(luò)攻擊4個(gè)層面進(jìn)行了梳理和總結(jié)后，根據(jù)中國(guó)國(guó)情、電情和網(wǎng)情，提出了防范各類大停電事故的合理化建議，進(jìn)而為中國(guó)的電網(wǎng)安全和國(guó)家安全提供決策參考。隨著中國(guó)“碳達(dá)峰、碳中和”等工作深入推進(jìn)，電力系統(tǒng)面臨的安全壓力不斷升高，未來(lái)應(yīng)當(dāng)不斷提高電網(wǎng)彈性、優(yōu)化管理體制機(jī)制保障系統(tǒng)有序運(yùn)行、增強(qiáng)人為事故防范、增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力等，在政策、技術(shù)、管理、資金等方面提供系統(tǒng)支撐保障，不斷提高電力系統(tǒng)安全可靠能力。
引文信息
胡源, 薛松, 張寒, 等. 近30年全球大停電事故發(fā)生的深層次原因分析及啟示[J]. 中國(guó)電力, 2021, 54(10): 204-210.
HU Yuan, XUE Song, ZHANG Han, et al. Cause analysis and enlightenment of global blackouts in the past 30 years[J]. Electric Power, 2021, 54(10): 204-210.
