千百年來,中國人對于印度總是懷著向往,一撥一撥高僧到西天去取經,一代一代的信徒渴望魂歸西方極樂世界。我們從印度傳承了佛教并成為中華文明重要的組成部分,我們跟達摩學習了武術并將其名揚四海。學習印度似乎是中國人的一種歷史宿命。
印度大停電
印度當地時間7月30日凌晨2時30分,環境溫度超過37℃,濕度超過81%。隨著印度經濟的崛起,越來越多的家庭已經可以靠電空調在這樣炎炎夜晚中安然入睡,其中也包括了國有電力機構的員工們。而此時此刻,對于社會底層的農民而言,正是一個偷電灌溉干旱農田的大好時機。在這個等級森嚴的“民主國家”中,生活在最底層的貧苦農民將偷電視為一種民權,私搭亂建的偷電線路向蜘蛛網一樣遍布城鄉,印度電力線路損耗率據說達到30%。而地方官員為了爭取選票,對于他們的偷盜國家電網公司和邦政府電力局的電力行為視而不見。
印度首都新德里所在的北方邦境內距離阿格拉(Agra)附近的一座400千伏高壓變電站不堪重負出現了故障,導致部分輸電線路和變電站負荷過載,隨后發生連鎖反應,最終導致了整個北部電網的崩潰。停電范圍覆蓋了包括首都新德里在內的印度北部地區,德里邦、哈利亞納邦、中央邦、旁遮普邦、拉賈斯坦邦、北安查爾邦、北方邦等在內的9個邦 3567萬千瓦的負荷,占印度全國負荷的18%左右。
超過3.7億人在酷熱中醒來,在一片黑暗中不知所措。接踵而至的是一個個城市陷入了癱瘓,路燈、紅綠燈全瞎了火,鐵路中斷,地鐵停運,供水系統癱瘓,加油站無法工作,居民被迫在盛夏酷暑中忍受沒有電扇、空調、冰箱、電梯的煎熬,并因為電視、廣播和互聯網中斷而陷入末日般的恐慌……此次大面積停電被認為是印度11年來最嚴重的停電事故。
印度電網分三級管理,即聯邦、區域和邦。印度電網管理借鑒美國模式,各邦電力調度中心不歸聯邦電力調度中心管理,聯邦調度中心在各個邦超負荷用電情況下,只能通過印度中央電力監管委員會下達處罰通知,但是沒有權力和適當方法限制其用電。7月30日停電事故時,印度北部電網總負荷達到3400萬千瓦,已超過調度允許量,但是,大家卻只能袖手旁觀,直到電網崩潰。
其實,印度已經不是第一次發展大停電事故,2001年1月2日,印度北部也曾發生一次重大停電事故。但印度電力部并沒有從中認真吸取教訓,反而利用這次停電進一步從聯邦政府獲得更多預算和強化自身壟斷權益,利用超高壓交流輸電網絡將全國5大區域電網更加緊密地綁在了一起,希望通過一個規模更大,電壓等級更高的電網來應對停電事故。此外,在這次大停電之前,因北方邦等幾個月來倆聯系用電負荷超過定額,終于令北方電網不堪重負而大崩潰。印度電力部此前曾幾度警告過總理辦公室,但因害怕得罪執掌北方邦政權的大眾社會黨,印度總理辦公室對警告未加理會,最終釀成大禍。
7月30日清晨經過印度電力部門的積極搶修,累計恢復了60%的停電用戶的供電;下午1點,恢復到70%的停電用戶的供電,并在首都新德里全面恢復了供電;下午4點半,恢復到85%的供電;隨后到95%電力用戶也都陸續恢復了供電。經常應對停電事故的印度電力部門在恢復供電方面有著豐富的經驗,其效率不僅比2001年有了大幅度提高,甚至超過了美國東部大停電恢復供電的速度。
然而,在印度北部電網恢復供電數小時后,當地時間7月31日下午13點05分,包括首都新德里在內的印度北部電網、東部電網和東北電網同時崩潰,全國28個邦中竟有20個邦再次陷入電力癱瘓。《紐約時報》駐印度記者形容發生大停電“就像災難片”,受災范圍“從東部的印緬邊界一直蔓延到西部的印巴邊界”。大停電共影響供電負荷約5千萬千瓦,鐵路停駛了數以百次列車,煤礦將數百名礦工留在漆黑一片的井下,民眾怨聲載道,媒體憤怒之極。超過6.7億人口受到了停電影響,相當于整個歐洲的人口,成為人類有史以來影響人口最多的一次電力系統事故。印度電力部已經任命專門的事故調查小組進行獨立調查,印度電監會已經通知事故調查小組盡快向其提交調查報告,但至今未能公布造成多電網大停電的原因和結論。
紛爭的結論
中國的電力專家或比世界上任何一個國家都更加關注印度的這次大停電事故的結論,特別是7月31日的第二次造成印度三大電網同時崩潰的原因,因為它很可能會影響到中國下一步的電力改革方向。在印度民眾經歷了世界上最大規模的一次停電之后,8月1日,印度的新任電力部部長莫伊利稱,他當前的首要任務是啟動對印度電力體制的改革,而印度電力體制改革已因進展緩慢屢遭公眾批評。
全國人大代表、中國工程院院士、國網電力科學院名譽院長薛禹勝認為,印度大停電事故暴露出網架結構、管理、體制等方面的諸多問題。最為核心的問題是,印度缺少電力統一調度管理、電網調配能力弱。他說,“印度電網不但發展滯后,缺乏堅強的骨架電網,而且缺失電力系統綜合防御的頂層設計,管理與技術的支撐手段有限,對停電災難缺少應對預案。”
國家電網公司得到的啟示和提出“五必須”:
一是必須始終把電網安全放在首位。這次印度停電事故就是各個邦為片面滿足電力供應,犧牲電網整體安全;
二是必須堅持調度一體化、輸配一體化和城鄉一體化。印度大停電是因為缺乏統一調度管理機制,印度國家電網公司掌握中央輸電基礎,配電由各邦電力局和私營供電公司運行。各邦不聽國網調度,私自從電網獲取超負荷電力,最終造成整個電網崩潰。必須堅持電網“統一規劃、統一建設、統一管理、統一調度”;
三是必須堅定不移推進特高壓電網建設。美加“8.14”大停電、巴西“11.10”大停電,印度“7.30”大停電都是沒有形成結構堅強、資源優勢互補的統一堅強電網。印度電網內部5個大區電網,僅北部和東北部電網交流同步互聯,還沒有形成全國聯網,彼此不能相互支援,大停電難以避免;
四是必須嚴格安全基礎管理和細節控制。電力系統復雜龐大,發、 輸、變、配、用環節多,任一線路或變電站人員誤操作、保護誤動作,都可能引發大停電,必須嚴格管理;
五是必須注重提升應急處置實效。在應對大停電中決策不果斷、處置不及時,應急預案不完備,措施手段單一、救援不力,將會造成較大的社會影響,給企業工作帶來被動。
原電力部生產司教授級高工、國際大電網委員會CIGRE和美IEEE會員蒙定中在也就印度大停電后得出了并不相同的意見。通常將各大電網相互連接最安全的辦法是用直流連接,采用交流連接需要各大電網同步運行,增加了電網管理的難度,一個電網出問題就會立即波及另一個電網,形成多米諾骨牌效應。
蒙定中認為,2001年印度大停電的原因就是電源和電網結構不合理,繼電保護設計不當。11年后,北部三大電網結構基本相同,北部網和東部網之間與一回±50萬伏直流聯絡線并聯的交流線路,由此前6回40萬伏線增到8回路,兩回22萬伏線增到3回路。故障起因同樣是這些聯絡線和變電站發生故障,負荷轉移連鎖跳閘,后又失穩振蕩全停。所以,這兩次印度北方電網的重大停電,起因和問題與過去的事故基本相同。
蒙先生認為造成事故的主要原因有三:
一是全國交流聯網,破壞了直流聯網的安全作用。北方三都直接以多回交流的40萬和22萬伏線路聯在一起,僅有一回直流,強交弱直,基本合成為一個交流同步網。任一處發生故障或失穩振蕩,就會連鎖反應波及交流相聯的全部電網。印度西部和南部電網和比鄰電網聯接也是直流交流并列,起不到避免故障與振蕩連鎖反應的安全作用;
二是捆在一起的電源和輸送網路結構存在造成全網停電風險。發生三次重大停電的北方電網將電源都捆在了一起,將所有11回交流和1回直流線路都并列的捆在一起將印度東部地區豐富的水電資源實現“東電西送”。一旦線路或變電站故障跳閘,負荷立即轉移到并列的回路,又容易形成過負荷跳閘,這樣的連鎖反應最后會造成整個系統失穩振蕩;
三是印度、美國的機電保護方式易發生過負荷跳閘。在線路故障跳閘而將負荷轉移到并列的線路時,很易造成距離保護過負荷跳閘。一旦系統振蕩,印度采用美國保護設備的技術準則,有關的線路都立即跳閘,結果送電端發電機組頻率過高都跳閘,受電端的發電機組頻率崩潰也全停,結果是全網崩潰大停電。
蒙定中先生認為,中國早就解決了印度在機電保護方面存在的問題,所以中國不會發生類似問題。但他也特別提醒國家電網正在推動“三華聯網”中存在印度大停電式的安全隱患。他說:“三華聯網”就是將原僅以直流聯網的華北、華東、華中三個分區,采取不安全又浪費的交流特高壓合成一個特大區,相當走向印度重大停電道路。
南方電網研究院副院長曾勇剛認為,中國與印度有相同的三大特征:人口眾多、能源與電力負荷分布不均、大規模遠距離輸電。他們針對此次印度大停電事故進行了跟蹤分析研究,并形成分析報告。曾勇剛表示,在電網發展日趨擴大、互聯到今天,電網規模越大,大停電的后果也越嚴重。而大規模、長距離輸電如果遇上電網結構薄弱也越容易導致系統崩潰。
曾勇剛說,此次印度大停電事故一方面是印度電網自身盈利及發展能力弱,令電網建設投資不足、設備老化、運行環境差;另一方面,印度各邦從自身利益出發超計劃用電。于是,過度虛弱的電網主體碰上松散的管理體系,電網“崩盤”。他認為,中國應從印度大停電吸取教訓,從國家安全的高度,完善法規,加強規劃,采取積極措施改善電網建設的外部環境。他特別強調,又要科學規劃同步電網的規模,盡量降低電力大規模遠距離輸送的運行風險。
印度電監會專家也認為,7月31日三網同時崩潰事故,是因為東北部電網通過東部電網一起向北部電網送電,北部電網當日發生電壓震蕩傳導給相連接的東部電網和東北部電網, 導致三網一塊跳閘。而這三個區域電網之所以會在同時癱瘓,在于北部、東北部、東部及西部電網是通過交流線路實現了同步聯網,未與其交流聯網的南部未受波及。西部電網通過7 月3 0 啟動一座水力發電站而避免了被其他區域電網拖垮的厄運。據印度媒體報道,印度電力部門已有聲音顯示,避免發生大停電的長期措施之一是使電網間更加獨立,但尚未確定區域與獨立的時間。
在這些頂尖專家面前我們普通人的知識確實難以判斷,建設大規模特高壓同步電網是不是解決保證供電安全的最佳手段。但是,薛禹勝院士給我們提供了一個很好的思路。他在今年“兩會”期間,就核電安全問題曾提出,因為核電風險是無法避免的,發展核電關鍵是“要慎重,要明確風險”,對核電的管理機制一定要健全。他呼吁,發展核電必須提前做好充分的風險分析,并完善的核能發展問責制,明確每個階段需要的責任,以備將來有可追溯的途徑。如果在特高壓同步電網建設中,也采取薛院士的方式,對相關企業領導、專家和負責審批的政府官員也實現終身問責,追究其法律責任,或可消除印度大停電后人們對此問題的擔憂。
確有經可取
在這次印度大停電中,發生了一件大家意想不到的事情,正在快速改變整個世界對于未來能源電力系統的認識,受到全球能源界認識的追捧。在6.7億印度人在潮濕悶熱的黑夜中冥冥苦熬時,有一個城市卻是一片燈火輝煌,城里的人們不僅可以在習習清風下享受,還可以通過互聯網向全世界通過信息服務,這就是被世人關注的“DLF數碼城”。
DLF公司是印度最大的房地產商,該公司在印度德里機場附近哈里亞拉邦葛岡鎮開發建設了一個占地面積超過12 平方公里的現代化“私營城市”。
其中的“DLF數碼城”是其中一個基于諸多標志性建筑和具有未來形態基礎設施系統的典范城區,為微軟、諾基亞、愛立信、渣打銀行等世界五百強企業,以及印度的軟件和信息服務業提供了總建筑面積超過180 萬平方米的現代化建筑群。
由于印度電網公司與中國一樣,不僅要向用戶征收巨額的電力系統配套費用,還無法保障供電質量和供電的可靠性,甚至連建設工期也難以保障。這迫使DLF別出心裁地在其總部樓和區內5、8、10、14 以及無極塔等十多幢頂級高樓的地下室安裝了一個互聯網式的分布式能源系統。DLF 數碼城12 幢建筑全部依靠該系統供電、制冷和供應生活熱水。
這一互聯網式的分布式能源系統由安裝在不同樓宇中的59臺發電機組形成了186MW的供電能力,平均每臺機組人類僅有3.15 M W ; 并利用發電機余熱為所有12棟建筑提供了275MW的空調負荷。相當于每建筑平米103W電力和153W的制冷負荷,完全可以滿足建筑內大量計算機消耗的電力和冷卻需求。為了保障這些分布式能源機組的安全可靠和高效運行,他們采用了智能電網技術和智能冷網技術,確保電力供應的可靠性,同時為用戶節省了UPS和備用發電機組的投資。
為59臺發電機配套的33臺余熱吸收制冷機組是由中國遠大公司提供的。發電機主要采用2MW級機組,發電效率為30%~35%,遠大余熱空調回收了85~95%的余熱,并對余熱逐級利用,使該系統的能源總效率可以達到85%。在印度,傳統火電方式的效率為32%,能源傳輸損耗為8%,系統總效率為30%左右。
高效利用能源的結果是低廉的能源費用。DLF公司放棄使用電網公司的電力,為解決能源供應不得不從卡塔爾進口液化天然氣自發自用,全部脫離電網運行。盡管卡塔爾的天然氣價格不菲,但是由于能源利用效率高,再加上電網公司的電價過高(與中國基本相當),仍使項目具有良好的經濟性。印度的寫字樓空調使用費用大約為2~3 美元/平方米·月,DLF數碼城的空調制冷成本僅為0.4 美元/平方米·月。投資商可在一年內就收回整個系統的全部投資。在環保方面,DLF數碼城還減少了燃煤發電生成的粉塵、二氧化硫、氮氧化物和MP2.5,每年凈減少 3.6萬噸二氧化碳排放,相當于每年種了 190 萬棵樹。
其實,對于DLF數碼城這樣的天然氣分布式能源項目,電網的安全不安全已經全無意義,對于能源的要求無非是可靠、經濟、高效、環保,DLF數碼城比電網系統更可靠、更經濟、更高效、更環保,你還需要什么?
其實,仔細分析一下,電力專家們所說的解決辦法無非都是各種方式的停電,大停電就是電網被動停電,而要避免大停電就要賦予電網企業給用戶主動拉閘限電的權利,似乎對于消費者并無太大區別。要想在夏日炎炎之中不被斷電,看來只有向DLF一樣自己靠自己。
隨著美國非常規油氣資源革命,全球天然氣供應量已在不斷增加,利用清潔的天然氣,采用高效的分布式能源,配置可靠的智能電網正在成為人類能源的主導方向。無論你對傳統電網中懷有什么樣的感情,無論你在其中存有多少利益,社會的進步將不以你的意志為轉移。或許你能阻礙一個國家的進步,但你無法阻礙整個世界。有一天,你的國家因為你們的利益而落后于時代,請相信,你的國人一定會把你永遠地釘在恥辱柱上。
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責任編輯: 曹吉生