行业新闻首页新闻中心行业新闻

复盘国际电力大事件 | 亲历大停电:纽约建电网有多难

2019.11.26

  eo记者 蔡译萱 发自纽约

  2019年7月13日,周六,傍晚6时许。百老汇街头像往常一样热闹。时代广场上一块块巨型LED广告牌、闪耀的大屏幕和周遭喧闹的空气仿佛都在提醒你,这是世界金融、商业中心之一——纽约。

  6点47分,密密麻麻的广告牌突然不再闪耀,整个42街暗了下来。市民们焦躁地拨打警察和消防电话,百老汇停止了演出,贯穿市中心的几条地铁停运,打车也是一车难求,约莫到晚上9点,从第五大道到哈德逊河,半个曼哈顿城陷入漆黑。

  人们已经很难想象,有生之年会在高度发达的大都市经历一场大停电。

  作为世界金融枢纽和国际商业中心,纽约与东海岸的费城、波士顿、华盛顿等中心城市,以及巴尔的摩等一些次中心城市和周围的若干卫星城镇,构成了纽约湾区。以占美国1%的面积和7%的人口,纽约湾区创造了美国近9%的生产总值,被公认为全球发展水平最高、最具影响力的湾区。

  这里云集了大量金融机构总部,对供电可靠性的要求很高,区域年均停电时间小于0.5分钟,与英国伦敦、新加坡并列为世界上供电最可靠的地区。

  2019年世界银行发布的《营商环境报告》中,纽约市电力营商环境名列前茅。其获得电力指数综合评分为91.23。获得电力的办理有4项手续,低于国际经合组织高收入(OECD)国家4.5项手续的平均值。办理时间通常为60天,缴纳的手续费占该地人均收入的13.1%,远远低于OECD国家64.2%的均值。该地电力可靠性与电费透明度指数为8,达到满分,也高于OECD国家7.5的均值。

  在更早的2017年,负责这里电力供应的联合爱迪生公司(ConEdison)还曾获得ReliabilityOneAward,该奖项被公认为电力行业最负盛名的荣誉之一,通常授予“向客户提供最可靠的电力服务,实现卓越可靠性”的公用事业公司。

  一场大停电却让业界开始反思:这些亮眼的成绩背后,到底藏着哪些隐患与挑战,湾区城市群的供电安全与电力服务又将走向何方?



  “生死”72小时

  就在停电后不久,ConEdison的首席执行官JohnMcAvoy匆匆赶赴现场,表示公司将调查事件原因。“一旦我们了解究竟发生了什么,就立刻恢复电力供应”,他在新闻发布会上说。

  在经历了过往多次大停电之后,纽约电力部门的应急能力得以加强,尤其注意与客户的沟通。他们设立了用户呼叫中心和紧急服务代理处;通过网络、app、短信及时发布信息;ConEdison也及时响应电视台、电台的采访需求,开始为期三天的新闻发布会、访谈和会议,向媒体记者开放参观供电恢复工作。

  尽管缺乏对停电原因的详细了解,但ConEdison知道它必须与公众沟通。越是在电力供应紧张的情况下,供电部门越是需要做好优质服务工作。

  美国东部时间下午7:36,ConEdison在推特上首次公开声明正在调查排除故障,紧接着8点发布第一条公司新闻,表明已确定设备没有严重损坏,并且可以开始关闭断路器,称公司正致力于恢复供电。到凌晨1点左右,曼哈顿地区终于陆续恢复供电。

  这场停电影响了近72000名用户。根据电力公司的说法,事故原因是西65街变电站的继电器保护系统没有按照设计运行。事故由位于西64街和西终端大道之间一段出故障的13千伏配电电缆故障引起,但该系统继电保护装置和后备保护均拒动,直至西49街变电站才将故障成功隔离。

  但与纽约历次停电不同,停电后不到一个星期,历史罕见的高温热浪来袭,纽约又停电了,超过12000名用户受到影响,放大了愤慨的社会情绪。

  7月21日,ConEdison称布鲁克林高地到皇后区一个变电站的19条电缆中,只有14条电缆能正常输送,但周末两天负荷较高,为避免该地区的整个电网出现故障,只能采取措施暂时切断部分客户的电力。

  虽然早前已经通过电子邮件、电视、报纸、社区等各项通讯手段,提前告知用户可能停电的消息,此次停电ConEdison还是受到包括《纽约时报》、福克斯新闻等大量媒体铺天盖地的批评。社交网络上,用户呼吁抵制ConEdison,另一些人呼吁将电力服务收归市政,取消其特许经营权。

  纽约州长库默和纽约市长白思豪均在22日一致发声给予谴责,库默在电视采访中放出狠话,指ConEdison完全可以“被取代”。

  与此同时,ConEdison成为政府部门的重点调查对象。库默将指定电力专家对曼哈顿停电事件进行独立调查并扩大调查范围,纽约市也成立了调查组。

  8月1日,ConEdison发布其2019年第二季财报,尽管收入增加,盈利却同比下降19%至1.52亿美元(每股0.46美元)。停电后不久,评级机构穆迪7月17日发布报告,指出ConEdison去年的现金流量与债务比率一直低于历史水平,该机构在2018年10月对ConEdison实行了降级。

  更直接的影响是电价。ConEdison在2019年1月提交了其费率提案,要求增加其电力部门4.85亿美元收益及9.75%的股本回报率,但监管机构纽约公共服务委员会NYPSC的建议为8.3%。Moody的投资者服务分析师RyanWobbrock在报告中表示,停电事件内部调查的结果有可能会对该公用事业产生负面影响,ConEdison甚至会面临停电处罚罚款,NYPSC不一定会通过其提出的三年计划,有可能仅批准一年期。

  “作为关系公众健康和安全的电网,在最热的月份却故障不断,且这种情况是可预测的,ConEdison本应做好准备,立即恢复受影响区域的供电,这种事故也不应再发生”,纽约市长白思豪表示,在过去几周发生多次停电事故后,他对ConEdison失去了信心。

  虽然不断与用户沟通交流,但从声誉到电价再到营收,ConEdison正在逐渐失去信任。



  可靠性指标与输配电投资悖论

  事实上,纽约十余年来曾多次发生由设备故障、人为操作失误以及风暴引起的停电事故。2003年8月的美加大停电持续了29个小时,影响5000万人;2006年皇后区西部的停电持续了9天之久,是纽约史上最长停电事故之一,17.5万人受到影响,ConEdison因此被罚款1800万美元;2012年飓风桑迪更是让约200万人受到停电影响,华尔街因此闭市,共计造成650亿美元的经济损失。

  但不止是世行出具的报告,传统电力可靠性理论分析的结果也表明,ConEdison电力系统可靠性水平较高,任意两条线路故障仍可以保证给用户供电。

  其年报显示,该公司为改善电网可靠性的年投资已经由2014年的近5亿美元增加到2018年的15亿美元。2018年,该公司安装了92个变压器,并更换升级了37个地下馈送区段和136条架空线路,并在皇后区新增了储能系统。

  电力可靠性指标中包括两个指数:即系统平均停电时间(SAIDI),以及系统平均停电频率(SAIFI)两者数值越小表明供电可靠性越高。美国能源信息署公布的数据显示,ConEdison的这两项指标分别为0.3和0.1,在美国70多家公用事业公司中数值最低。

  那么,大停电事故为何还会发生呢?

  据国内电网企业相关人士介绍,这主要由于运行风险与规划计算用的电力可靠性有所不同。电力系统运行中可能会面临各种不确定因素,例如户外的不同运行环境会对输电线路运行产生影响,进而会对系统及其运行不确定性产生很大影响,这就需要运用调度策略改变运行方式,减少电力系统事故。

  而传统的电力系统可靠性分析中,一般通过增加和更换线路等设备来增强电网的安全,若干年后的气候等其他影响并不是需要关注的重点因素,尤其当电网出现相继故障之后,系统的风险情况会不断变化。

  这与纽约基础设施的投资审批不无关系。

  与中国的情况不同,美国对配电设施的投资普遍高于输电设施。以输电网为例,总长超过一万七千公里的纽约电网有悠久的历史,是一个相对古老的电网,其80%的输电线建于1980年之前。美国能源部(DOE)统计,该国70%的输电线路和电力变压器运行年限在25年以上,60%的断路器运行年限超过30年。陈旧电网面临保障供电可靠性的巨大挑战,恶劣的天气和自然灾害时常给美国电力供应带来严重影响。

  2005年美国能源部进行了一项研究,当时发现如果风电达到美国电力供应的20%,传输将受到影响。为了解决这一问题,联邦政府出台了FERC1000号法案,德克萨斯西南电力公司优先开发了CREZ项目,中西部的MISO也建造了很多传输线路。

  不过,随着光伏风电的大规模开发,美国并没有建造下一轮的输电线路以增加额外的电力,这造成了输电瓶颈,使拥有廉价电的州无法送电到电力缺乏的州,所以美国亟须建设新的输电线路。但现在的挑战在于获得建造新输电线路的许可。

  以东北部的NorthernPass项目为例,在那里建设输电线路非常困难,其中高压直流线路需要埋在水下或地下,但审批过程繁复。据美国电网企业人士透露,在纽约建设线路需要取得多个许可证,包括选址、环境等。从选址的角度看,纽约项目并不那么容易,同时需要美国能源部的总统许可证(USDepartmentofEnergypresidentialpermit),以及美国陆军工程团许可证。这还只是在联邦层面,在佛蒙特州,还需要另外13个州级许可证。有时联邦许可也会重复州一级已经完成的一些工作。

  “每个许可证都需要扩展到社区。在佛蒙特州申请许可之前,我们花了一年时间与政界、社区委员会、当地利益相关者以及环保团体会面。在申请许可之前,我们有过200到250次会议”,上述人士指出。

  建设资金也是一大难题。这些输电项目的开发和建造成本通常非常高,如果未获得许可证,或无法找到承销商,就会失去开发资金,因此用于此类项目的投资资金非常有限。而FERCOrder1000未能取得更大成功的部分原因在于,没有提出一种集中的方式将成本分配给不同的利益相关方,输电线是每个人都想要的一类资产,但没有人愿意为此付费。

  时间成本更是高昂。由于美国各州电力市场化改革模式和进程不同,电网管理体制机制及规范标准也存在较大差异,输电网规划、建设和管理面临跨州协调困难、输电项目审批程序复杂、审批时间长、获批困难等问题,北美电力可靠性公司(NERC)的研究显示,美国输电网项目从许可、选址到建设通常需要7—10年时间。

  “我们一直希望在10年或更短的时间内建造A点到B点的项目,但哈德逊输电线路已经建造了15年。”

  在这么长的时间内,一切都会发生变化,包括纽约州在内的一些地区已经开始了煤电和核电退役,随着分布式发电、储能的发展,发电形态的变化远远快于输电资产的形态。位于俄亥俄州的美国电力公司(AEP)曾计划从东向西建造735千伏的输电线路,但是当它开始建造时,市场已完全转移,不再需要这条线路。

  业界多数评价认为,纽约大停电并非偶发性事件,而是一个日积月累的过程。它反映了系统性问题,这个问题是以基础设施为诱因,私营的公用事业难以既保持低成本又保持较高的安全性,同时在配电侧越来越复杂的情况之下出现的综合性结果。
返回  >