7月31日13點05分,印度北部電網發(fā)生電壓振蕩,并再次導致電力災難,北部、東部及東北部3個大區(qū)電網崩潰。全國28個邦中的20個邦停電。6.7億民眾飽受停電之苦。
印度是亞洲的第三大經濟體,通過發(fā)展高科技和承包軟件設計贏得了“世界辦公室”的美譽,高科技人才資源僅次于美國。在過去的20年里,印度經濟保持著平均7%的高速增長,即便在全球遭遇金融危機的2009-2011年,年均GDP增長也高達7.8%。
但由于在跳過基礎工業(yè),直接發(fā)展新興產業(yè)思想指導下,長期忽視了制造業(yè)和基礎設施,致使電力供應成了制約增長的瓶頸。2005年人均發(fā)電量只有全球平均水平1/4,既無法確保經濟社會發(fā)展的均衡,也無法支撐經濟可持續(xù)發(fā)展。如果連水、電供應都無法保證,也就難以吸引海外制造業(yè)落戶。這樣,基礎工業(yè)與經濟發(fā)展之間就形成了不良循環(huán)。
印度的能源資源主要分布在東部和東北部地區(qū),以煤炭和水力為主。其煤炭儲量排名世界第五,煤礦大部分可以露天開采,故煤價及電價便宜。但因為環(huán)保、土地征收及各種利益博弈制約了煤炭的開采,約十分之一的電站無煤可用而閑置。電企若依賴進口昂貴的一次能源來發(fā)展,必將嚴重虧損甚至倒閉,故建設新電站的動力不足。
印度在1960年代的裝機容量跟中國大致相當,但2012年5月時的總裝機容量僅為2億千瓦,約為中國的20%。人均用電量世界排名較低,各地限電頻繁,即使在首都新德里也經常拉閘限電。
印度電網由北部、南部、東部、西部及東北部5個大區(qū)電網組成,北部和東北部電網交流同步互聯,南部電網通過直流線路或直流背靠背與其他大區(qū)電網互聯。印度是聯邦制國家,電力行業(yè)由中央和邦雙重管理。國家電網公司掌管中央輸電基礎設施,負責運行中央管理的電站和大型獨立發(fā)電公司;邦電力局負責運行本邦的電站和邦內獨立發(fā)電公司,配電部分則由邦電力局和私營供電公司負責。在規(guī)劃上,各邦自行其是,重復配置,而聯邦政府時而強調發(fā)展燃油火電,時而強調發(fā)展核電,時而又強推綠色能源,令基礎設施投入低效。全國缺乏統一的調度管理機制,電損和偷電高達24%-40%。
大災難往往由偶然故障引發(fā),并經過一系列相繼故障和人為錯誤的推波助瀾演化而成。只要系統足夠接近其臨界狀態(tài),那么任何初始小事件都能推倒這副多米諾骨牌。
常態(tài)化的停電無遺地暴露了印度電力工業(yè)深層體制及結構性問題,例如政府政策失誤、官僚機構及地方利益的博弈、基礎設施管理不善等。聯合政府要依靠各邦長官,故無力約束他們。電力管理者屈從于政治壓力,電價經常低于正常價格,農民免費灌溉用電又被大量非法轉用。
一方面由于管理體制不能適應快速發(fā)展的經濟對電力的需求,決策部門的不力與失誤,使基礎設施特別是電站和電網的發(fā)展長期滯后。發(fā)電容量嚴重不足造成缺電型停電,而輸電容量不足則造成電站窩電或故障型停電。
各個邦不執(zhí)行調度控制命令,從大電網超限額受電,造成系統超負荷。此次的初始事故就是發(fā)生在北方供電公司,而最終拖垮了整個電網。國家、區(qū)域和邦的三級電力調度體系的效率低下。對于各邦的超限額用電,國家只能通過印度中央電力監(jiān)管委員會下達處罰通知,而無權直接干預。
在私有制的市場運營環(huán)境下,各主體方之間的利益博弈往往忽視了供電可靠性。2002年印度明確強調了私營公司在電力基建和改革中的主導性作用,這種模式顯然被高估了。沒有協調機制的分散調度,必然沒有共享的信息系統,更不可能有安全穩(wěn)定的在線量化分析及控制決策支持,沒法協調預防控制和緊急控制,更談不上采用自適應的系統保護裝置和在線周期性地刷新各種潛在事故的應對預案。特別是在恢復控制過程中缺乏避免相繼大停電的風險意識,導致第二次更大范圍的停電事故。
此外,由于缺少停電綜合防御系統的頂層設計,缺乏應對災難的預案及手段,因此在相繼故障,特別是嚴重自然災害下,多米諾骨牌形態(tài)的電網崩潰在所難免。
對此次停電的發(fā)生時刻,一般歸結為干旱的氣候降低了水電電量,又增加了灌溉用電量。對于為什么發(fā)生在通常是低負荷的午夜,有報道說,當地為滿足居民用電,在22點前限制工業(yè)用電,這使午夜反而成了負荷高峰期。如果上述說法屬實,令人不解的是,在這個應急措施已嚴重過調的情況下,調度部門居然一直不予修正。
觀察這次印度大停電現象,對照分析中國電網的停電防御能力,有助于我們發(fā)現薄弱環(huán)節(jié),提高電力可靠性。
盡管中國兩大電網公司(國家電網和南方電網)在推進電網建設過程中不斷受到質疑,但不可否認的是,在過去較長一段時期內,中國尚未發(fā)生過大面積停電事故。不管在將來市場化的進程中如何改革,電網安全仍然是第一要務。目前中國并不存在印度那樣的系統性缺電,因此關鍵任務是優(yōu)化調度及綜合防御。為此,需要在管理體制、基礎設施、預防控制、緊急控制、校正控制、恢復控制等方面不斷創(chuàng)新并完善。
必須正確看待小概率高風險事件。電力系統是人類創(chuàng)造的最復雜的系統之一,停電事件不可能絕對避免。在系統被削弱的情況下,信息的不充分、自動化系統的故障、人為的決策失誤等都可能誘發(fā)新的擾動。在一系列相繼打擊下,再強壯的系統也可能面臨毀滅性災難。問題是如何用主動有序的小規(guī)模停電來制止被動無序的大規(guī)模停電。為此,必須研究在不同的緊急狀態(tài)下,如何主動實施足夠強度的緊急控制和校正控制來阻止骨牌傾覆。即使無法完全阻止災難,也應該主動采用代價盡量小并處于受控狀態(tài)的措施,以避免不受控的損失,減輕骨牌效應。綜合防御由小概率災害帶來的高風險,必須從技術、規(guī)劃、措施、管理、公共危機處理等側面進行多維度的時空協調綜合防御。
對印度大停電的幸災樂禍或對自我的盲目樂觀都極不明智。事實上,中國的基礎設施、管理體制、災變應對技術等各方面也存在很大的風險。我們的城市建設等不也處在與之相似的尷尬中嗎?我們應認真從中吸取教訓,減少發(fā)展中的風險,印度大停電的噩夢對于中國的各行各業(yè)都是寶貴的教材。(薛禹勝 作者系中國工程院院士,國家電網電力科學研究院名譽院長)