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工業(yè)用電力體系的穩(wěn)定及市場(chǎng)問(wèn)題剖析
1工商業(yè)電力系統(tǒng)
近二三年中， IEEE PES和IA S等學(xué)會(huì)的論述中相繼出現(xiàn)“工商業(yè)電力系統(tǒng)（ industrial comm ercial pow er system ）”一詞，例如IA S舉辦的“工商業(yè)電力系統(tǒng)技術(shù)會(huì)議”中的“電力設(shè)備可靠性”討論會(huì)已于2000年5月召開(kāi)。
2工商業(yè)電力系統(tǒng)的這一名詞來(lái)源于電力市場(chǎng)的建立和電力工業(yè)生產(chǎn)工藝的獨(dú)特性質(zhì)――發(fā)輸供電各環(huán)節(jié)的功能在同一瞬間內(nèi)完成而且連續(xù)不斷地進(jìn)行。這個(gè)特點(diǎn)派生出電力系統(tǒng)中的工業(yè)系統(tǒng)和商業(yè)系統(tǒng)必須更緊密結(jié)合、滲透和相互支持制約的關(guān)系特點(diǎn)。這樣也使電力工業(yè)成為橫垮第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的一個(gè)特殊經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，而且其中的商業(yè)系統(tǒng)從一開(kāi)始就可以利用先進(jìn)的電子商業(yè)技術(shù)。
由于電力系統(tǒng)中工業(yè)和商業(yè)機(jī)制必須緊密結(jié)合，所以工業(yè)性事故中也有商業(yè)機(jī)制形成的原因；而商業(yè)事故中除了共同的外界原因（如異常氣溫、風(fēng)沙、雷害等）之外，也一定有工業(yè)性原因。
3初期工商業(yè)電力系統(tǒng)的缺點(diǎn)――可靠性降低
電力工業(yè)全面引入市場(chǎng)機(jī)制后，可靠性即從原來(lái)作為國(guó)家和社會(huì)的動(dòng)力基礎(chǔ)的可靠性轉(zhuǎn)變成為電力市場(chǎng)上一種商品的可靠性了。這種變化的根源就是原來(lái)電力工業(yè)的業(yè)務(wù)從電力公司之間的單純輸送（售受）關(guān)系轉(zhuǎn)變成電力公司與售電者之間批發(fā)與零售的競(jìng)爭(zhēng)（增大效益和降低造價(jià)）關(guān)系。其結(jié)果是電力系統(tǒng)的可靠性和安全性受到來(lái)自商業(yè)利益的巨大壓力。
具體地說(shuō)，電力市場(chǎng)在電力工業(yè)中形成商業(yè)系統(tǒng)后所帶來(lái)的令人耽心的現(xiàn)象是：
（1）維持和保證電力系統(tǒng)的可靠性變成由市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)定的電價(jià)與效益之間的協(xié)調(diào)折衷去確定。
（2）缺乏提出可靠性建議的主動(dòng)性，這不利于整體電網(wǎng)。
（3）過(guò)去電力公司之間的志愿合作和聯(lián)合規(guī)劃不復(fù)存在。
（4）輸電開(kāi)放或自由上網(wǎng)將使輸電量多變，這會(huì)形成系統(tǒng)過(guò)負(fù)荷和運(yùn)行中的其它問(wèn)題。
4可靠性降低導(dǎo)致的工業(yè)系統(tǒng)事故
市場(chǎng)使電力系統(tǒng)變成可自由買(mǎi)賣(mài)電能的網(wǎng)絡(luò)，輸電量變化的數(shù)量在爆炸性地增大（幾乎按指數(shù)率增大） ，并使得停電事故更多地出現(xiàn)。
近幾年來(lái)發(fā)生的事故有：（1） 1996年美國(guó)W SCC發(fā)生2次舉世聞名的大停電事故，事故后檢查發(fā)現(xiàn)多次輸電越限而調(diào)度員無(wú)法處理或未曾注意到。
（2） 1998年12月在美國(guó)西部和加州所發(fā)生的類(lèi)似事故也暴露出同樣問(wèn)題。
（3） 1999年7月和8月在美國(guó)紐約市和大西洋沿岸中部地區(qū)（主要在新澤西、賓西法尼亞和馬里蘭等州）多次發(fā)生引起大量限電和停電的事故。
（4）按目前情況預(yù)測(cè)，有理由懷疑將來(lái)還會(huì)發(fā)生象1996 W SCC那樣波及整個(gè)供電區(qū)域的突發(fā)性事故。
除了上述批發(fā)性交易增多造成輸電量變化增多的因素外，從各次事故報(bào)告中還可知道地區(qū)電力公司已不再更換不良設(shè)備，而且也不急于進(jìn)行新的投資，因?yàn)椴恢佬峦顿Y如何在快速變化的市場(chǎng)環(huán)境中回收；最歷害的是市場(chǎng)管理人員強(qiáng)行電價(jià)“封頂”的措施，尤其在夏天炎熱時(shí)，無(wú)法限制負(fù)荷上升，眼看著負(fù)荷越過(guò)安全極限而無(wú)計(jì)可施，此時(shí)任何一個(gè)部件若發(fā)生故障都會(huì)由“偶然”觸發(fā)“必然”，釀成大型災(zāi)變性事故。
5市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的商業(yè)性事故
5. 1電價(jià)沖擊的含義這次市場(chǎng)事故是指1998年6月中一二天內(nèi)美國(guó)中西部平常徘徊于＄20 MW h～＄40 MW h的批發(fā)實(shí)時(shí)電價(jià)突然升高至＄7 000 MW h～＄7 500 MW h的異常事件，即電價(jià)聚漲200～300倍的短時(shí)現(xiàn)象。其實(shí)1997年同期曾升至＄325 MW h， 1999年夏季也突升到＄1 000 MW h左右。
5. 2電價(jià)沖擊的后果1998年6月24日至25日，北美東部大系統(tǒng)中西部地區(qū)的最大和平均購(gòu)電電價(jià)及次日峰荷期實(shí)時(shí)電價(jià)異常攀升約300倍的變化圖。
圖中標(biāo)明25日下午最高小時(shí)電價(jià)高達(dá)＄7 500 MW h，雖然只成交了50MW 1 h的輸電交易（也是事故調(diào)查組所查明的1次購(gòu)入電價(jià)，而當(dāng)時(shí)已謠傳電價(jià)將升至＄10 000 MW h）。未畫(huà)出頂值（因?yàn)橐c平時(shí)的電價(jià)變化比較）的電價(jià)突變圖，仍令人觸目驚心，可以感知沖擊的嚴(yán)重影響：它使一些電力公司和市場(chǎng)經(jīng)紀(jì)人遭受了幾億美元的損失，也使一些經(jīng)紀(jì)人立時(shí)陷入破產(chǎn)境地，使電力系統(tǒng)的運(yùn)行受到很大干擾，還使一些大工業(yè)用戶(hù)處于十分被動(dòng)的狀態(tài)。
事故調(diào)查組的報(bào)告并未涉及詳細(xì)的事故損失，但從早期零星報(bào)導(dǎo)中可看出后果是嚴(yán)重的。表面上它比1次工業(yè)性事故平靜多了，但其經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響卻是可比的。
6提高北美電力系統(tǒng)可靠性的組織措施
為了改進(jìn)和補(bǔ)償市場(chǎng)化所帶來(lái)的結(jié)構(gòu)上的“封建領(lǐng)地化”后果，擴(kuò)大管理功能，尤其擴(kuò)大已大為增大了的電網(wǎng)的作用，針對(duì)提高可靠性的總目標(biāo)，從組織上作了重大改進(jìn)。其中主要的有2項(xiàng)：（1）N ERC改建為NA ERO北美自1965年?yáng)|北部系統(tǒng)發(fā)生大事故后，立即組建了北美電力可靠性協(xié)會(huì)（N ERC） ，在吸取事故教訓(xùn)的基礎(chǔ)上對(duì)全國(guó)（后改為北美）電力系統(tǒng)各方面的可靠性工作進(jìn)行有計(jì)劃、有組織、有秩序的管理。30多年來(lái)，其工作成績(jī)顯著，為改進(jìn)北美電力系統(tǒng)的可靠性作出了貢獻(xiàn)，其工作也影響到世界上不少?lài)?guó)家。但是自從90年代初引入市場(chǎng)機(jī)制后，原來(lái)的管理方式已有些不能適應(yīng)，雖然也作了些補(bǔ)充，例如建立了基于互聯(lián)網(wǎng)的“輸電開(kāi)放同時(shí)信息系統(tǒng)”
（OA SIS） ，以便為市場(chǎng)計(jì)算所用的輸電能力。但近年來(lái)，工業(yè)性事故和商業(yè)性事故連續(xù)不斷，亟待提高原有N ERC工作的權(quán)威性（原來(lái)屬于民間的管理性質(zhì)） ，并期待其結(jié)構(gòu)和功能更有利于在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中處理和保證可靠性。
（2）在ISO之外重新建立RTO機(jī)構(gòu)1996年2次大的工業(yè)性事故后，曾決定建立“獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)構(gòu)”（ ISO ） ，并在加州、德州、新英格蘭、紐約和PJM （三州聯(lián)網(wǎng)）中建成了非盈利性、不介入市場(chǎng)、在無(wú)偏向而公平的基礎(chǔ)上作出調(diào)度決策、兼顧市場(chǎng)正常運(yùn)營(yíng)和可靠性的機(jī)構(gòu)。但多次商業(yè)性事故（電價(jià)沖擊）的出現(xiàn)，暴露了其功能上的缺陷，即ISO難以處理輸電可靠性及輸電規(guī)劃任務(wù)。于是FERC又一次于1999年5月作出硬性規(guī)定，限期責(zé)成各電力公司組成“地區(qū)輸電組織”（RTO ） ，以加強(qiáng)輸電規(guī)劃及輸電可靠性保證的職責(zé)。此行政規(guī)定出臺(tái)后，贊成和反對(duì)之聲皆不絕，質(zhì)疑辨論者更不少。但是FERC又于2000年連續(xù)發(fā)布新命令，要求所有輸電業(yè)主必須于2001年前加入RTO.但此命令中既未規(guī)定RTO的規(guī)模，也未說(shuō)明其結(jié)構(gòu)和功能。所以IEEE PES 2000年的夏季會(huì)議中又特設(shè)了2次專(zhuān)題討論會(huì)，分別討論這2個(gè)問(wèn)題。
上述情況給予人們2點(diǎn)啟示：（1）這次電價(jià)沖擊事故不僅是大型電力系統(tǒng)中全面推行電力市場(chǎng)機(jī)制后出現(xiàn)的商業(yè)性事故對(duì)電價(jià)和市場(chǎng)的沖擊，而且也是對(duì)人們?nèi)绾芜\(yùn)作電力市場(chǎng)及對(duì)電力系統(tǒng)理解和認(rèn)識(shí)的沖擊，如何正確組織其管理事宜還處于摸索探討中，值得予以重視。
（2）在工商業(yè)電力系統(tǒng)中，輸電和電網(wǎng)起著越來(lái)越重要的作用，這在國(guó)內(nèi)外都一樣地形成了一個(gè)規(guī)律性的新認(rèn)識(shí)：“即隨著電力工業(yè)和電力體制改革的不斷深入，電網(wǎng)已逐步成為改革和調(diào)整的重要內(nèi)容，電網(wǎng)建設(shè)已由后臺(tái)走到了前臺(tái)。”
7結(jié)束語(yǔ)（1）大型電力系統(tǒng)中推行市場(chǎng)機(jī)制是發(fā)展的必然趨勢(shì)，電力生產(chǎn)和消費(fèi)同時(shí)性的特點(diǎn)使其中工業(yè)系統(tǒng)和商業(yè)系統(tǒng)緊密地交織在一起，形成了明顯區(qū)別于其他工業(yè)系統(tǒng)的工商業(yè)電力系統(tǒng)。
（2）全面的電力市場(chǎng)機(jī)制要求拆裂、分解原來(lái)壟斷運(yùn)行機(jī)體的結(jié)構(gòu)，以進(jìn)行公開(kāi)、公正、公平的自由競(jìng)爭(zhēng)；而工業(yè)系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行則要求統(tǒng)一管理、信息暢通和相互支持。在初期階段中這2種要求必然形成工、商業(yè)體系之間的矛盾。如果管理失調(diào)，自我完善進(jìn)展緩慢，將出現(xiàn)整個(gè)體系可靠性降低的嚴(yán)重后果，不僅工業(yè)性停電事故將增多，而且還會(huì)連續(xù)出現(xiàn)電價(jià)沖擊一類(lèi)的商業(yè)性事故。
（3）工商業(yè)電力系統(tǒng)中，輸電和電網(wǎng)的作用及其可靠性將日益變得重要，必須在推行電力市場(chǎng)機(jī)制時(shí)及早規(guī)劃和建立其協(xié)調(diào)運(yùn)營(yíng)、合理管理的機(jī)制與機(jī)構(gòu)。
（4）引入電力市場(chǎng)機(jī)制是全新的事物，是一場(chǎng)革命性變革，尤其要認(rèn)真考慮到本國(guó)、本地和本網(wǎng)的具體特點(diǎn)。在推行電力市場(chǎng)的初期過(guò)程中，一切經(jīng)過(guò)試驗(yàn)比行政硬性命令的方式將更合理；摸著石頭過(guò)河比淌著混水過(guò)河也會(huì)更有效。
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