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为客户电压骤降标上价码

August 5, 2016 • Utility Practice & Experience, 最近文章汇总

几年前,毗邻一条16车道高速公路的230 千伏电容器组接通电源后发生短路引起大 火,加拿大最大城市的交通陷入了混乱。短 路造成电压骤降历时仅0.2秒,但仍使约 1500兆瓦(MW)负荷跳闸。整个安大略 省南部一直到魁北克边界,甚至到邻近的 纽约和密歇根州都记录了这次干扰故障。 虽然除了最初引发的问题以外没有对电力 系统造成更多的损害,但电压骤降仍然导 致需要重新设置近2000个交通灯以及不
计其数的数字闹钟。其中约140个交通灯 持续停电数小时。对约50万焦虑乘客造成 的时间损失的总成本估计远远超过200万 美元。 本文是行业专家也是INMR专栏作家 William Chisholm之前撰写的一篇文章 的更新篇,回顾了有关此类事件对经济产生 影响的经验教训,并论述了能够避免上述事 件发生的各种可选的解决方案。

对于不久前发生在多伦多的这类 瞬间停电事故, 以往相关电力 公司往往要承担最低的经济处罚。 例如, 在本次事件中: • 能量负荷骤停是功率(1500兆瓦) 和持续时间(1小时的5千万分之1) 的乘积, 达83千瓦时, 仅约8美元。 • 使用IEEE的计算方法, 即针对需求 低于1兆瓦工业厂房的瞬时停电的 处罚为12.51美元(1997年)/千瓦, 把2000个闪光灯的每一个作为小 的200W的工业厂房, 计算出2015 年罚款为7300美元。 • 电压下跌了三分之二, 持续时间约五 分钟的市场价格, 对高成本发电商而 言, 相当于损失20万美元的收入。 然而, 考虑到数以千计的人上班迟 到, 所有这些成本与这次瞬间停电
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的真正经济成本相比显得黯然失 色。在北美电力可靠性协会 (NERC) 标准TPL-004-0中, 这类涉及到移除 两个或多个元件或停止级联服务的 上述事故被列为D类极端事件是更 适当的。 背景:持续停电的成本 与瞬间停电的问题不同, 长时间停 电的成本及受影响的人数通常被广
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Northeast blackout of 2003 caused economic losses of several billion dollars.
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泛报道。这简化了对供电服务中断 给受影响的用户造成的经济损失的 评估。例如, 2003年8月, 美国东北 部和加拿大东部载入史册的停电影 响到5千万人,与停电相关的财政损 失估计为60亿美元, 相当于120美 元/人。同样,1998年的冰灾影响了 魁北克省、安大略省东南部和一些 其他地区, 造成的损害高达60亿美 元。70万人停电超过三个星期, 确 切的恢复成本是20亿美元或约140 美元/人/天。系统峰值负荷除以服 务区的人口或使用人均耗电量, 可 以得出从停电人口换算到负载停止 的估算值。 这些估计对不同国家或同一国家不 同州或省之间有一些变化。对于加 拿大和美国,一些地区更新至2013 年的数字包括:
  • 加拿大安大略省:峰值负荷24.9 万千瓦, 1350万人, 1.8千瓦/人
  • 加利福尼亚州ISO, 峰值负荷45.1 万千瓦, 3840万人, 1.2千瓦/人
  • 纽约ISO, 峰值负荷33.9万千瓦,1960万人, 1.7千瓦/人就界定电力公司客户而不是人口而 言, 根据加拿大和美国的一些具体 数值, 每个电表包含3或4人:
    • 安大略省多伦多:280万人=73万 客户
    • 加利福尼亚州大型电力公司:1千 5百万人或约5百万个客户帐户
Table 1: Installed Electrical System Capacity Per Person for Typical Countries (circa 2007) 为客户电压骤降标上价码 为客户电压骤降标上价码 Screen Shot 2016 05 26 at 12

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电能质量标准与成本 电力公司传统上依据使客户满意,与 此同时最小化投资和维护成本有自 行选择的自由。但约10年前开始从 可选性变为强制性。例如,2005年签 署的美国能源政策法案给予监管机 构(FERC)新的司法和执法权力,授 权新成立的电力可靠性组织(ERO) 负责执行可靠性标准。ERO的职能 被划归到美国NERC中, 以及被授予 新的可靠性法规的执法权。电力公司 颇为响应NERC的“警报”,诸如涉及 架空线的耐热评级,即FAC-008-3。 许多不同的问题可以迫使电力系统 的电压偏离幅值恒定的纯单频正弦 波。关于增强可靠性的配置, 诸如 IEEE493这样的标准继续提供优秀 的建议。但这些配置通常有冗余,增 加了成本和复杂性。 目前, 许多电力公司的监管机构基于 系统平均停电频率指数 (SAIFI) 和停 电持续时间指数 (SAIDI) 考察电力 系统可靠性的一些传统措施。当这 些指数达不到目标值, 一些大的电 力公司面临着超过500万美元的罚 款。调查结果显示, 这些是重要指 标, 不仅是确保客户满意必须达到 的条件, 而且还不够。少于3秒的停 电没有计入SAIFI和SAIDI的计算中, 而是包括在单独的瞬时平均停电频 率指数(MAIFI)的统计中。 零售客户在回复客户满意度的电话调 查时, 通常不区分瞬时和持续停电。 调查通常基于五个因素:

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