美國520家電網(wǎng)公司各自為政 重大事故不斷
近年來美國電網(wǎng)設備老化、技術陳舊問題逐漸顯現(xiàn),極端天氣引起的大面積停電事故時有發(fā)生。對此,美國前能源部長比爾˙理查森近期在美國《政治家》時政新聞網(wǎng)站上撰文指出,美國電網(wǎng)還停留在第三世界國家的水平。美國這樣的超級大國,電網(wǎng)卻只是第三世界水平,這其中的問題和原因有必要深入探討。
設備老化、技術陳舊問題突出
美國電網(wǎng)迄今已有100多年的建設發(fā)展歷史,最初是由私營和公營電力公司根據(jù)各自的負荷和電源分布組成一個個孤立的電網(wǎng),隨后在互利原則基礎上通過雙邊或多邊協(xié)議、聯(lián)合經(jīng)營等方式相互聯(lián)網(wǎng),逐步形成了東部、西部和德克薩斯三大聯(lián)合電網(wǎng),這三大聯(lián)合電網(wǎng)之間僅由少數(shù)低容量的直流線路連接,分別占美國售電量的73%、19%和8%。
美國的輸電網(wǎng)縱橫交錯,常見的電壓等級有765千伏、500千伏、345千伏、230千伏、161千伏、138千伏、115千伏。據(jù)美國能源信息署(EIA)統(tǒng)計,2012年美國200千伏以上高壓輸電線路有30.7萬公里,其中包括約3888公里的765千伏交流輸電線路,以及3545公里±500千伏直流輸電線路。
美國電網(wǎng)建設時間較早,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)在20世紀中期已基本成型。隨著經(jīng)濟和電力需求增速趨緩,電網(wǎng)的建設與改造明顯停滯。從1995年到2012年,美國200千伏及以上輸電線路長度僅增長27%,而同期我國電網(wǎng)增長了367%。目前,美國電網(wǎng)規(guī)模已落后于我國,2012年我國200千伏及以上輸電線路長度達到51.49萬公里,是美國的1.68倍。
目前,美國電網(wǎng)設備老化、技術陳舊問題突出。按照美國能源部(DOE)統(tǒng)計,70%的輸電線路和電力變壓器運行年限在25年以上,60%的斷路器運行年限超過30年。陳舊電網(wǎng)面臨保障供電可靠性的巨大挑戰(zhàn),惡劣的天氣和自然災害時常給美國電力供應帶來嚴重影響,例如今年1月嚴寒天氣下美國中西部數(shù)萬居民遭遇停電,2012年颶風“桑迪”造成740萬戶居民大停電。
近年來,美國電網(wǎng)面臨輸電網(wǎng)投資不足、可再生能源消納困難、電網(wǎng)安全可靠性有待提高等問題。
美國輸電網(wǎng)投資不足、建設緩慢。美國輸電網(wǎng)投資自上世紀70年代以來一直裹足不前,而且長期滯后于電力需求和發(fā)電容量的增長。由于輸電投資水平低,跨州、跨區(qū)電網(wǎng)聯(lián)系薄弱,輸電能力不足,造成了輸電瓶頸,使擁有廉價電的州無法送至電力缺乏的州,所以美國亟須建設新的輸電線路。美國輸電網(wǎng)投資不足的原因包括兩方面,一是跨州輸電項目建設需要多個州的監(jiān)管部門同意,有時還要多個聯(lián)邦政府部門同意,審批程序復雜、審批時間長、獲得批準難;二是輸電項目投資回報低、建設周期長,與其他領域相比缺乏投資吸引力,影響了輸電項目建設資金的籌集。
美國電網(wǎng)面臨風電等可再生能源并網(wǎng)及大范圍消納問題。美國風能資源豐富,陸上風能資源主要集中在中部地區(qū),遠離東部負荷中心;海上風能資源集中在東、西海岸線,盡管距離負荷中心較近,但海上風電技術仍未成熟,開發(fā)成本較高。太陽能資源主要分布在地廣人稀的西南沙漠區(qū)域。因此,大規(guī)模開發(fā)陸上風電和太陽能等可再生能源,需要建設更多跨越數(shù)州的遠距離輸電線路,輸電網(wǎng)投資大大增加。此外,可再生能源發(fā)電出力穩(wěn)定性差、可預報性低帶來的運行問題,也是目前美國電網(wǎng)運行需要解決的基本問題。
美國電網(wǎng)安全可靠性有待加強。美國電網(wǎng)具有典型的分散化發(fā)展模式特點,全國共有500多家電網(wǎng)企業(yè),分散化的產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)和區(qū)域化的發(fā)展格局導致美國至今尚未形成全國性電網(wǎng)。這種分散式發(fā)展模式增加各區(qū)域電網(wǎng)間調(diào)度運行協(xié)調(diào)難度,對系統(tǒng)安全構(gòu)成很大威脅。據(jù)統(tǒng)計,全球自1990年以來發(fā)生23次重大停電事故(損失負荷超過500萬千瓦),美國就有5次,是發(fā)生次數(shù)最多的國家。其中,2003年8月14日發(fā)生的美加大停電事故,充分暴露了美國跨區(qū)電網(wǎng)運行不協(xié)調(diào)的問題,也表明輸配電網(wǎng)的天然屬性更適合統(tǒng)一的集中管理。
管理模式制約電網(wǎng)升級
美國聯(lián)邦體制下難以整合形成協(xié)調(diào)統(tǒng)一的全國性電網(wǎng)。美國實行自由競爭的市場經(jīng)濟體制,美國電網(wǎng)建立在私有化基礎上,由不同所有權(quán)屬的電網(wǎng)逐步互聯(lián)發(fā)展起來,由于

責任編輯:張星光
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