北极星智能电网在线讯
:6月19日15点17分左右,厄瓜多尔发生全国性大面积停电事故,该国电网完全崩溃,约1800万人受影响。当天傍晚18点36分,厄瓜多尔发电容量恢复至350万千瓦,全国约95%区域恢复供电。
(文章来源:微信公众号:南方电网技术情报中心 ID:nfdwjsqbzx)
一、电网基本情况
厄瓜多尔位于南美洲西北部,领土面积约2.84万平方公里,人口约1800万,以石油产业为支柱产业,是中等收入的发展中国家。厄瓜多尔境内的发电、输电业务主要由厄瓜多尔电力公司(CELEC EP)负责,配电则由其余多家配电公司负责。
厄瓜多尔电网分为西北、东北、西南、东南四个区域,截至2023年,厄瓜多尔输电网络结构如图1所示,电压等级主要为500千伏、230千伏和138千伏,线路长度约为6,448.5公里,其中230千伏线路长度占到50%以上。厄瓜多尔电网通过3条
输电线路
与哥伦比亚电网连接,通过1条输电线路与秘鲁电网相连。
图1 厄瓜多尔输电网结构
厄瓜多尔的电力供应主要依靠水电和石油发电,截至2023年底,厄瓜多尔电网装机容量890万千瓦,其中水电占62.4%、火电占34.7%、风电占0.9%、光伏占0.3%、其他可再生能源占1.7%。2023年,全网发电量为353.6亿千瓦时,其中水电发电量占69.1%,火电发电量占25.7%,进口电量占3.6%,其余类型发电量占1.6%。厄瓜多尔历史最大负荷为420.8万千瓦。
图2 厄瓜多尔2023年各类型发电量及占比
由于水电和其他可再生能源投运延迟,厄瓜多尔的电力供应能力长期滞后于电力需求的增长,并在2022年和2023年发生了严重的电力短缺,厄瓜多尔电力公司只能通过从邻国哥伦比亚进口电力、轮流限电等措施来缓解这一问题。
二、事故过程
根据厄瓜多尔当局和该国的电力公司报告以及已有报道归纳整理,事故过程分析推测如下:
(1)事故前一周,厄瓜多尔遭遇强降雨天气,导致Coca Codo Sinclair和Agoyán等主力水电站因内涝和沉积物等问题而发生停运,损失超过215万千瓦的发电容量(占总装机的24.2%)。电力负荷则稳定在450万千瓦附近。
(2)6月19日下午15点17分,全国230千伏大环网上的Milagro-Zhoray输电线路发生故障跳闸(该故障线路的载荷率高达89.5%,如图3所示)。
(3)故障后潮流发生大范围转移致使多条输电线路过载、多台发电机组相继离网,最终电力系统因频率失稳而崩溃,造成全国性大停电。
图3 发生故障的Milagro-Zhoray输电线路的载荷率
(4)事故发生后,厄瓜多尔能源部组织各大电力公司开展紧急复电。截至当天傍晚18点,发电容量恢复至274万千瓦。当天18点36分,发电容量恢复至350万千瓦,全国约95%的受影响区域恢复供电。
图4 厄瓜多尔电力负荷变化情况
三、事故原因
本次厄瓜多尔停电事故的直接原因是Milagro-Zhoray输电线路出现故障,并引发了后续的连锁故障,导致大电网停电。同时,厄瓜多尔能源结构问题以及电力部门在发电、输电以及配电方面基础设施的投资不足是停电事故迅速扩大的深层次原因。
(一)电网主干线路故障跳闸,
电网安全
风险管理不到位。该国230千伏大环网上的主干输电线路故障跳闸,潮流发生大范围转移是此次事故的直接原因。然而,线路N-1故障就引发连锁反应并导致电网崩溃,暴露出厄瓜多尔电网安全风险管理存在重大缺失。
(二)电源结构不合理,少数大型水电站发电占比过高。该国电源出力主要依靠水电,少数几座大型水电站发电量占比接近50%,易受季节性波动影响,厄瓜多尔历史上曾多次因水库干涸而面临电力短缺问题,今年4月还宣布因水电短缺进入为期60天的国家紧急状态。事故前一周的强降雨和洪涝灾害更是使得Codo Sinclair和Agoyán等主要水电站发生内涝、沉积等问题而停运,导致电网潮流分布发生较大变化,加剧了电网的脆弱性。
(三)经济下行和电力亏损长期互相制约,电力投资不足。近20年来,由于经济下行、国内政局动荡等因素,厄瓜多尔基本没有系统性地针对电力基础设施进行投资,工业生产、商业活动长期受到影响,而经济下行则进一步制约了老旧电力设备的维护和升级,无法适应经济社会发展对电力供应的需求,电网应对风险能力薄弱。
