[科普中国]-北美电力系统可靠性管理

简介

1965年11月9日，美国东北地区电力网发生大停电事故，下午5时36分故障开始发生.经过12 min造成2100万kW用电负荷停电，最长停电时间达13h，停电区域共计20万km2 .影响居民3000万人，估计各方面损失达1亿美元。事故后美国联邦动力委员会(Federal Power Cornmission，FPC)成立了一个大电网供电可靠性委员会进行事故调查，在其1967年7月的最终研究报告中，提出了防止大面积停电事故的建议条，其中包括联合电力系统内各单位要尽快成立联营协调组织。协调电力系统内各单位的发展规划、建设、调度和运行问题，避免各自为政。互不配合。由于大停电惨痛教训，各方面的舆论压力，加之电力基建投资大幅度增加和工期日益延长，这一建议受到重视。

区域性协调组织和地方电业组织(东部中区、大西洋中区、中部、中部大陆、东北区、西南区、西部、得克萨斯州以及田纳西流域管理局、卡罗来纳—弗吉尼亚联合电力系统、南方公司和佛罗里达电力公司)经过协商。达成建立美国电力可靠性协会(National Electric Reliability Council. N1=RC)的协议。这12个组织儿乎包括美国全部电力系统，并包括加拿大的不列颠哥伦比亚、马尼托巴(lVl anitaha)和安大略电力系统以及墨西哥的下加州地区电力系统.以后加拿大的新不伦瑞克及魁北克电力系统相继加入。为了使名实相符，改称北美电力可命性协会。这12个组织在MERC成立后不久调整合并为9个地区性可靠性协调组织。

自此以后，美国电力可靠性管理工作即逐步做到能有计划、有组织，有程序和系统地进行.并取得较好的效果。在组织上，除NERC及9个地区性可靠性协调组织外。从美国能源部、州政府公用管理部门至各电力公司、科研机构、工程咨询公司及制造厂等都十分重视可靠性管理。并建立了相应的管理机构;工作范围相当广泛，包括进行负荷预测，制订中、长期规划和各项准则、规程、名词术语标准定义.定期评价供电的可靠性，收集、统计和分析发电设备可用率数据.组织典型事故调查，编写报告，提出建议，建立以计算机为基础的数据库和通信网络，定期培训可靠性管理人员和进行技术交流，不断更新技术，提高业务水平和工作能力等。在这些活动中，北美电力可靠性协会既是一个全国性的组织者和推动者，又是一个执行者和服务者.

下面依次介绍能源部、北美电力可靠性协会、9个安全协作区可靠性协会及其他学会等涉及电力系统可靠性管理的机构的组织和分工1。

能源部美国电力工业虽然大部分属私营,但各大电力公司、电力系统联营组织、9个电力安全协作区可靠性协会及北美电力可靠性协会等都要定期向能源部报送大宗电力供应的充裕度和可靠性评价报告。

在能深部的经济管理局(Economic Regulatory Administration)下设有电力供应和可靠性处(ivisionai Power Supply and Heiiability )负贵组织和协调电力可靠性工作，并组织和资助进行有关这方面的调查研究。

北美电力可靠性协会一个非盈利的组合。它既不是行业协会，也不是政府赞助的机构。组合中的所有者是9个安全协作区可靠性协会和阿拉斯加系统协调委员会（Alaska System Coordinating Council,ASCC)。安全协作区可靠性协会的成员则是包括各种所有制的电力公司。NERC的经费由各成员电力公司按电费收入比例分摊。

NERC的活动受监事会，Board of Trusteesl领导。监事会由30多位公用电业的负责人组成，包括监事会的专职人员和每个全安协作区的两位代表，另外必须保证加拿大公用电业部门至少有一位代表和公用电业每种所有制形式(私营，联邦政府经营，州、市等地方公营，农村供电等)至少有两位代表。参加监事会会议的还有作为监事会观案员身份的来自美国能源部(Department o1 Energy)、联邦能源管理委员会(Federal Energy Regulatory Carnrnissian ).加拿大国家能源局(National Energy 8aard)及几个公用电力协会·包括爱迪生电气学会(Edison #lectric Institute.EE? )、美国公用电力协会、国家农村电力合作协会、电力研究协会、加拿大电力协会和国家公用事业管理专业协会等部了丁的代表。

监事会的日常办事机构为执行委员会(由监事会的正、副主席，前任主席，司库，N E12C主席及监事会的一个成员共6人组成)。其下设工程委员会(Engineering Comrnitteel、运行委员会(Dpera t i ngCommittee ) .发电设备可用率数据系统(GeneratingAvailability Data System, GADS3、技术指导委员会(Technical Steering Committee)及效益委员会(Benefits Advisory Committee)，工程委员会及运行委员会的活动由技术指导委员会进行协调.技术指导委员会由NERC主席、副主席以及工程、运行两委员会的正、副主席组成，此外。弓有少数专职工作人员作为高级参谋、专家。

工程委员会和运行委员会下又分设若干分会，每年还根据工作需要调整或新设一些分会或工作组。

工程委员会由每个安全协作区可靠性协会各派两名代表组成。它下设几个常设分会或工作组和为某特定目的而临时设里的.工作组，共有近130名电力公司经理和技术专家为其效力。下面列举可靠性评价分会、负荷预测工作组、非公用发电设备可用率数据收集工作组、可靠性准则分会，发电设备可用率趋势评价工作组、多地区模型工作组、协作区顾问工作组、评价发电充裕度所需信息工作组等工程委员会各分会及工作组的主要任务。

9个安全协作区可靠性协会美国和加拿大之间有500kV,230kV和115kv等电压等级的联络线，加拿大的新不伦哺克、安大略、马尼托巴、不列颠哥伦比亚等省分别参加相邻的美国联合电力系统协调组织。

北美9个安全协作区联合电力系统分别组成相应的可靠性协调组织(委员会或协会)，这些组织的机构体制、可靠性准则和工作方式虽然不完全相同，但在组织形式、活动内容和工作方式上大同小异.与北美电力可靠性协会相比，只是规模和范围小一些.制定的可靠性准则基本上是一致的。北美电力可靠性协会定期提出的报告都是根据各安全协作区所提报告汇总编制的，而各安全协作区又是根据区内各分区和各电力公司所提报告汇总编制的或由专门工作组调查研究编写的。他们之同虽非上下级关系，但都能依照规定要求按期报送和汇总。

其他学会其他学会包括爱迪生电气学会、美国电力研究协会(Electric Power Research Institute. EPkI)和其

他有关学会及工程咨询公司。爱迪生电气学会成立于1933年，是美国私营电力公司最早联合成立的一个行业性学会。多年来，在保证电力的充足供应和提高可靠性方面做了大量工作，除了提供电力工业各项基础数据的统计资料外。每年均做大量的专题调查研究，提出报告和建仪或召开专题讨论会、交流经验和信息。

电力研究协会及其他有关学会EPRL、电气与电子工程师学会(Institute of Electrical and ElectronicEngineers, IEEE),美国机械工程师学会(AmericanSociety of Mechanical Engineers, ASME)等学会及工程咨询公司等多年来也很重视电力可靠性工作。例如，EPF2I从建立发电设备可用率数据库到利用数据库的方法，以及制定各项安全准则都做了大量工作;IEEE和ANSI在1981年颁布了有关发电设备可靠性的名词术语定义标准;各学会在召开年会时也将电力可靠性作为主要内容之一;工程咨询公司中如吉柏斯一希尔咨询公司《Gibbs & Hill)即曾参与或受委托进行有关电力可靠性方面的工作。

美国各大电力公司为研究改进发电设备及电力系统的可靠性，都成立了相应的组织.除了积极参与全国性或地区性电力可靠性工作外。在电力公司内部都制订了改进可靠性的工作计划并取得实效。例如，美国南方公司是美国最大的一个电力公司.早在十多年之前.即利用EEI, EPRI及IVERC的研究成果和数据系统，建立了自己的发电设备可用率管理系统，并进行分析.制订改进计划，提出各发电机组最佳可用率的计算方法。

各电力设备制造厂除充分利用NERC:及各学会、研究单位等的统计数据及研究报告外。如威斯汀豪斯电气公司,通用电气公司(General Electric Company)等均有一套调查其产品的可靠性和可用率的做法和表格。并根据调查结果进行分析，提出改进意见和措施。

保证电力可靠性的重要意义已为美国各有关电力单位所共识，并建立了一整套比较完善的管理体系、管理方法和制度，以及各项准则和原则，能有计划，有组织和系统地开展电力可靠性管理工作，并取得很大的经济效益和社会效益2。