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親歷大停電:紐約建電網有多難

作者:蔡譯萱 來源:南方能源觀察 發布時間:2019-12-31 瀏覽:次
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球探篮球比分皇冠 www.622627.live eo記者 蔡譯萱 發自紐約

2019年7月13日,周六,傍晚6時許。百老匯街頭像往常一樣熱鬧。時代廣場上一塊塊巨型LED廣告牌、閃耀的大屏幕和周遭喧鬧的空氣仿佛都在提醒你,這是世界金融、商業中心之一——紐約。

6點47分,密密麻麻的廣告牌突然不再閃耀,整個42街暗了下來。市民們焦躁地撥打警察和消防電話,百老匯停止了演出,貫穿市中心的幾條地鐵停運,打車也是一車難求,約莫到晚上9點,從第五大道到哈德遜河,半個曼哈頓城陷入漆黑。

人們已經很難想象,有生之年會在高度發達的大都市經歷一場大停電。

作為世界金融樞紐和國際商業中心,紐約與東海岸的費城、波士頓、華盛頓等中心城市,以及巴爾的摩等一些次中心城市和周圍的若干衛星城鎮,構成了紐約灣區。以占美國1%的面積和7%的人口,紐約灣區創造了美國近9%的生產總值,被公認為全球發展水平最高、最具影響力的灣區。

這里云集了大量金融機構總部,對供電可靠性的要求很高,區域年均停電時間小于0.5分鐘,與英國倫敦、新加坡并列為世界上供電最可靠的地區。

2019年世界銀行發布的《營商環境報告》中,紐約市電力營商環境名列前茅。其獲得電力指數綜合評分為91.23?;竦玫緦Φ陌燉磧?項手續,低于國際經合組織高收入(OECD)國家4.5項手續的平均值。辦理時間通常為60天,繳納的手續費占該地人均收入的13.1%,遠遠低于OECD國家64.2%的均值。該地電力可靠性與電費透明度指數為8,達到滿分,也高于OECD國家7.5的均值。

在更早的2017年,負責這里電力供應的聯合愛迪生公司(Con Edison)還曾獲得Reliability One Award,該獎項被公認為電力行業最負盛名的榮譽之一,通常授予“向客戶提供最可靠的電力服務,實現卓越可靠性”的公用事業公司。

一場大停電卻讓業界開始反思:這些亮眼的成績背后,到底藏著哪些隱患與挑戰,灣區城市群的供電安全與電力服務又將走向何方?

“生死”72小時

就在停電后不久,Con Edison的首席執行官John McAvoy匆匆趕赴現場,表示公司將調查事件原因?!耙壞┪頤橇私餼烤狗⑸聳裁?,就立刻恢復電力供應”,他在新聞發布會上說。

在經歷了過往多次大停電之后,紐約電力部門的應急能力得以加強,尤其注意與客戶的溝通。他們設立了用戶呼叫中心和緊急服務代理處; 通過網絡、app、短信及時發布信息; Con Edison也及時響應電視臺、電臺的采訪需求,開始為期三天的新聞發布會、訪談和會議,向媒體記者開放參觀供電恢復工作。

盡管缺乏對停電原因的詳細了解,但Con Edison知道它必須與公眾溝通。越是在電力供應緊張的情況下,供電部門越是需要做好優質服務工作。

美國東部時間下午7:36,Con Edison在推特上首次公開聲明正在調查排除故障,緊接著8點發布第一條公司新聞,表明已確定設備沒有嚴重損壞,并且可以開始關閉斷路器,稱公司正致力于恢復供電。到凌晨1點左右,曼哈頓地區終于陸續恢復供電。

這場停電影響了近72000名用戶。根據電力公司的說法,事故原因是西65街變電站的繼電器?;は低趁揮邪湊丈杓圃誦?。事故由位于西64街和西終端大道之間一段出故障的13千伏配電電纜故障引起,但該系統繼電?;ぷ爸煤禿蟊副;ぞ芏?,直至西49街變電站才將故障成功隔離。

但與紐約歷次停電不同,停電后不到一個星期,歷史罕見的高溫熱浪來襲,紐約又停電了,超過12000名用戶受到影響,放大了憤慨的社會情緒。

7月21日,Con Edison稱布魯克林高地到皇后區一個變電站的19條電纜中,只有14條電纜能正常輸送,但周末兩天負荷較高,為避免該地區的整個電網出現故障,只能采取措施暫時切斷部分客戶的電力。

雖然早前已經通過電子郵件、電視、報紙、社區等各項通訊手段,提前告知用戶可能停電的消息,此次停電Con Edison還是受到包括《紐約時報》、??慫剮攣諾卻罅棵教迤燙旄塹氐吶?。社交網絡上,用戶呼吁抵制Con Edison,另一些人呼吁將電力服務收歸市政,取消其特許經營權。

紐約州長庫默和紐約市長白思豪均在22日一致發聲給予譴責,庫默在電視采訪中放出狠話,指Con Edison完全可以“被取代”。

與此同時,Con Edison成為政府部門的重點調查對象??餑付ǖ緦ψ葉月僂5縭錄卸懶⒌韃椴⒗┐蟮韃櫸段?,紐約市也成立了調查組。

8月1日,Con Edison發布其2019年第二季財報,盡管收入增加,盈利卻同比下降19%至1.52億美元(每股0.46美元)。停電后不久,評級機構穆迪7月17日發布報告,指出Con Edison去年的現金流量與債務比率一直低于歷史水平,該機構在2018年10月對Con Edison實行了降級。

更直接的影響是電價。Con Edison在2019年1月提交了其費率提案,要求增加其電力部門4.85億美元收益及9.75%的股本回報率,但監管機構紐約公共服務委員會NYPSC的建議為8.3%。Moody的投資者服務分析師Ryan Wobbrock在報告中表示,停電事件內部調查的結果有可能會對該公用事業產生負面影響,Con Edison甚至會面臨停電處罰???,NYPSC不一定會通過其提出的三年計劃,有可能僅批準一年期。

“作為關系公眾健康和安全的電網,在最熱的月份卻故障不斷,且這種情況是可預測的,Con Edison本應做好準備,立即恢復受影響區域的供電,這種事故也不應再發生”,紐約市長白思豪表示,在過去幾周發生多次停電事故后,他對Con Edison失去了信心。

雖然不斷與用戶溝通交流,但從聲譽到電價再到營收,Con Edison正在逐漸失去信任。

可靠性指標與輸配電投資悖論

事實上,紐約十余年來曾多次發生由設備故障、人為操作失誤以及風暴引起的停電事故。2003年8月的美加大停電持續了29個小時,影響5000萬人;2006年皇后區西部的停電持續了9天之久,是紐約史上最長停電事故之一,17.5萬人受到影響,Con Edison因此被???800萬美元;2012年颶風桑迪更是讓約200萬人受到停電影響,華爾街因此閉市,共計造成650億美元的經濟損失。

但不止是世行出具的報告,傳統電力可靠性理論分析的結果也表明,Con Edison電力系統可靠性水平較高,任意兩條線路故障仍可以保證給用戶供電。

其年報顯示,該公司為改善電網可靠性的年投資已經由2014年的近5億美元增加到2018年的15億美元。2018年,該公司安裝了92個變壓器,并更換升級了37個地下饋送區段和136條架空線路,并在皇后區新增了儲能系統。

電力可靠性指標中包括兩個指數:即系統平均停電時間(SAIDI),以及系統平均停電頻率(SAIFI)兩者數值越小表明供電可靠性越高。美國能源信息署公布的數據顯示,Con Edison的這兩項指標分別為0.3和0.1,在美國70多家公用事業公司中數值最低。

那么,大停電事故為何還會發生呢?

據國內電網企業相關人士介紹,這主要由于運行風險與規劃計算用的電力可靠性有所不同。電力系統運行中可能會面臨各種不確定因素,例如戶外的不同運行環境會對輸電線路運行產生影響,進而會對系統及其運行不確定性產生很大影響,這就需要運用調度策略改變運行方式,減少電力系統事故。

而傳統的電力系統可靠性分析中,一般通過增加和更換線路等設備來增強電網的安全,若干年后的氣候等其他影響并不是需要關注的重點因素,尤其當電網出現相繼故障之后,系統的風險情況會不斷變化。

這與紐約基礎設施的投資審批不無關系。

與中國的情況不同,美國對配電設施的投資普遍高于輸電設施。以輸電網為例,總長超過一萬七千公里的紐約電網有悠久的歷史,是一個相對古老的電網,其80%的輸電線建于1980年之前。美國能源部(DOE)統計,該國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。陳舊電網面臨保障供電可靠性的巨大挑戰,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。

2005年美國能源部進行了一項研究,當時發現如果風電達到美國電力供應的20%,傳輸將受到影響。為了解決這一問題,聯邦政府出臺了FERC1000號法案,德克薩斯西南電力公司優先開發了CREZ項目,中西部的MISO也建造了很多傳輸線路。

不過,隨著光伏風電的大規???,美國并沒有建造下一輪的輸電線路以增加額外的電力,這造成了輸電瓶頸,使擁有廉價電的州無法送電到電力缺乏的州,所以美國亟須建設新的輸電線路。但現在的挑戰在于獲得建造新輸電線路的許可。

以東北部的Northern Pass項目為例,在那里建設輸電線路非常困難,其中高壓直流線路需要埋在水下或地下,但審批過程繁復。據美國電網企業人士透露,在紐約建設線路需要取得多個許可證,包括選址、環境等。從選址的角度看,紐約項目并不那么容易,同時需要美國能源部的總統許可證(US Department of Energy presidential permit),以及美國陸軍工程團許可證。這還只是在聯邦層面,在佛蒙特州,還需要另外13個州級許可證。有時聯邦許可也會重復州一級已經完成的一些工作。

“每個許可證都需要擴展到社區。在佛蒙特州申請許可之前,我們花了一年時間與政界、社區委員會、當地利益相關者以及環保團體會面。在申請許可之前,我們有過200到250次會議”,上述人士指出。

建設資金也是一大難題。這些輸電項目的開發和建造成本通常非常高,如果未獲得許可證,或無法找到承銷商,就會失去開發資金,因此用于此類項目的投資資金非常有限。而FERC Order 1000未能取得更大成功的部分原因在于,沒有提出一種集中的方式將成本分配給不同的利益相關方,輸電線是每個人都想要的一類資產,但沒有人愿意為此付費。

時間成本更是高昂。由于美國各州電力市場化改革模式和進程不同,電網管理體制機制及規范標準也存在較大差異,輸電網規劃、建設和管理面臨跨州協調困難、輸電項目審批程序復雜、審批時間長、獲批困難等問題,北美電力可靠性公司(NERC)的研究顯示,美國輸電網項目從許可、選址到建設通常需要7—10年時間。

“我們一直希望在10年或更短的時間內建造A點到B點的項目,但哈德遜輸電線路已經建造了15年?!?

在這么長的時間內,一切都會發生變化,包括紐約州在內的一些地區已經開始了煤電和核電退役,隨著分布式發電、儲能的發展,發電形態的變化遠遠快于輸電資產的形態。位于俄亥俄州的美國電力公司(AEP)曾計劃從東向西建造735千伏的輸電線路,但是當它開始建造時,市場已完全轉移,不再需要這條線路。

業界多數評價認為,紐約大停電并非偶發性事件,而是一個日積月累的過程。它反映了系統性問題,這個問題是以基礎設施為誘因,私營的公用事業難以既保持低成本又保持較高的安全性,同時在配電側越來越復雜的情況之下出現的綜合性結果。

關鍵字:停電事故

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