英国“2019•8•9”大停电事故分析报告

2019-08-14 08:55:48 大云网　点击量：评论 (0)

1 事故概况当地时间2019年8月9日下午5点左右，英国发生大规模停电事故。大停电起源于英格兰的中东部地区及东北部海域，最终造成英格兰与

1. 事故概况

当地时间2019年8月9日下午5点左右，英国发生大规模停电事故。大停电起源于英格兰的中东部地区及东北部海域，最终造成英格兰与威尔士大部分地区停电。

本次大停电集中在英格兰与威尔士地区，约有100万人受到停电影响。停电发生后，英国包括伦敦在内的部分重要城市出现地铁与城际火车停运、道路交通信号中断等现象；市民被困在铁路或者地铁中，居民正常生活受到影响；部分医院由于备用电源不足无法进行医事服务。停电发生后约1.5小时，英国国家电网宣布电力基本得到恢复。

这是自2003年“伦敦大停电”以来，英国发生的规模最大、影响人口最多的停电事故。

2. 电网概况

2.1 英国电力系统

截至2016年底，英国电力系统的总装机容量为98GW，其中燃气发电占比最高，达到了46%。1996-2017年间，英国电网中各类电源装机比例变化见图1。近五年来，风力发电与太阳能发电在英国电力结构中的比例快速攀升，而燃煤发电比例逐年下降。

图 1 1996-2017年各类电源装机比例变化

英国电力系统按地理分布可划为三大系统:英格兰和威尔士系统,苏格兰系统和北爱尔兰系统。其中，英格兰和威尔士输电系统由国家电网公司（National Grids）拥有并经营，本次发生大停电的正是该输电系统。该系统现有大约4474英里长的架空输电线，969英里长的地下电缆线和346座变电站。该系统132kV及以上线路的主网架见图2。

图 2 英国电网的主网架

2.2 与大停电强相关的设施

本次大停电主要与Little Barford小巴德福燃气电站及Hornsea霍恩海上风电场有关，二者情况介绍如下。

2.2.1 Little Barford小巴德福燃气电站

该电厂是一个联合循环燃气轮机发电厂，位于剑桥郡/贝德福德郡边界的圣奈特南部。小巴德福燃气电站装机容量为740MVA，于1996年开始运营，其电力可足以满足50多万户家庭的用电需求。该厂有两台燃气轮机和一台蒸汽轮机。该电站归德国RWE公司所有。

2.2.2 Hornsea Wind Farm霍恩海上风电场

该风电场位于英国北海，目前仍在建设中，计划分四期进行建设。该风电场总装机容量计划约为6000MW，其中一期规划容量1200MW，二、三、四期规划容量依次为1400MW、1000-2000MW、1000MW。建成后将成为世界上最大的海上风电场。

霍恩海上风电场一期工程已于2019年2月开始向英国国家电网供电，预计将于2020年第一季度全面建成。截至2019年5月3日，174台风力发电机中已有28台安装完毕。

3. 事故过程及原因分析

根据英国BBC、英国国家电网公司（National Grids）以及英国电力监管机构（Office of Gas and Electricity Markets，Ofgem）披露的信息，本文对该次大停电事故过程进行了梳理。限于资料有限，以下内容可能与事实存在出入，属于推测的内容均予以标注。

3.1 事故过程

3.1.1 事故前电网情况

事故发生前，英格兰与威尔士电网的总负荷约25351MW。位于贝德福德郡的Little Barford小巴德福燃气电站出力730MW，占全网总负荷的2.88%。整个电网内的风电总出力约为8800MW，占全网总负荷的34.71%。霍恩海上风电场出力目前还不能确定，推测约为900MW，占全网负荷的3.55%。

英国电网公司规定系统频率波动范围为49.8Hz到50.2Hz。

3.1.2 事故发展过程

本次事故分为三个阶段，如图3所示。各阶段详细过程介绍如下。

图 3 事故过程概况

（图片来自BBC与英国国家电网公司）

第一阶段，时间16:58，Little Barford小巴德福燃气电站突然停机。由于某种未知的扰动，Little Barford小巴德福燃气电站正确停机。电厂发电机未受损害，但损失了发电730MW。英国电网燃气发电总出力如图4所示。燃气电站停机后，系统频率开始下降。

图 4 事故第一阶段中燃气发电出力损失730MW

（图片来自英国国家电网公司）

第二阶段，时间17:00，霍恩海上风电出力突降。在系统频率出现下降后，霍恩海上风电出力突降900MW左右，如图5所示。本文推测可能其原因可能是风机耐受低频能力不足。在系统频率下降时，风机大量脱网，从而导致风电场出力骤降。

图 5 事故第二阶段中风力发电出力骤降900MW

（图片来自英国国家电网公司）

第三阶段，低频减载动作，切除部分负荷导致停电事故。系统在两分钟之内连续损失燃气发电与风力发电总计1630MW，约占总发电的6.43%。系统频率大幅下降，最低达到48.9Hz，超过了系统允许的频率波动范围。低频减载启动，在全网范围内切除部分负荷，诸多地区出现停电。与此同时，抽蓄电站快速增加出力约1000MW弥补了部分功率缺额，如图6所示，阻止了系统进一步恶化。