Texas Electric Power Crisis of 2021 Warns of a New Blackout Mechanism

The Texas electric power crisis that occurred in February 2021 has drawn great attention internationally due to its severity and for not having been foreseen.In this rapid communication,we classify the 2021 Texas electric power crisis as an energy insufficiency-caused power crisis,which alerts of a new blackout mechanism.Different from capacity insufficiencycaused power crises in the past,the Texas electric power crisis of 2021 directly resulted from the long-duration extreme cold weather as well as fundamentally from the insufficiency of sustainable supply capability of energy.We begin this paper with a brief retrospect of the event and its consequences.Definitions of energy/capacity insufficiency-caused power crises are given,as well as an overview of the supply and demand during the event,based on realistic operation data.Quantitative simulations are then conducted to reveal the underlying reasons for the power crisis and reveal how to better prepare for the future.Finally,several insights and suggestions on handling the new mode of blackout in the future are proposed and discussed.

极寒灾害下电力-天然气耦合系统故障连锁传播过程推演方法

随着电力系统和天然气系统的耦合日益紧密,极端灾害发生时跨能源系统的故障传播风险加剧,可能进一步扩大停电范围。电力和天然气耦合系统的故障推演分析可为剖析演化机理和制定相应的阻断措施奠定基础。首先,以得州停电事件为背景,分析了极端灾害下故障如何跨能源系统传播,并指出分析时须重点考虑的关键问题。其次,为分析故障推演过程,分别从耦合建模、联合仿真以及实现方式3方面展开。重点关注时间尺度和建模需求,考虑了适用于灾害连锁传播分析的电力系统、天然气系统以及耦合元件的模型;设计了时间驱动和事件驱动相结合的联合仿真方法,并通过设计仿真软件之间信息交互的定制化接口方式实现。该方法实现了电力系统和天然气系统在各自平台上仿真信息的时空交互,可直观刻画故障在耦合系统中的推演过程。最后,通过电力-天然气耦合系统测试,分析了极寒灾害下电力-天然气耦合系统的故障传播过程和故障防御措施,验证了所提方法的有效性。

美国得州2021年极寒天气停电事故分析及启示

2021年2月8日至20日,美国得克萨斯州经历了由极寒天气诱发的停电事故,这也是美国近10年内发生的第4次因极端低温天气引起的停电事故。事故期间,负荷轮停持续时间最长达到4天,峰值达到20 GW,超450万得克萨斯州居民遭遇停电。事故造成的直接和间接的经济损失高达800~1300亿美元。美国联邦能源管制委员会(FERC)、北美电力可靠性委员会(NERC)及区域电力可靠性组织于2021年11月16日公开了此次事故的调查报告,分析了此次停电事故的主要原因,并对发电企业、调度机构等多方提出了全面、详尽的建议。文中结合该事故调查报告,总结了事故的概况及发展过程,分析并梳理了事故的成因及核心建议,最后分析了事故对中国电力行业的启示。

2021年得州大停电事故分析及其对电网规划管理的启示

2021年2月中旬,极端冰雪、寒冷天气袭击了美国得克萨斯州(简称“得州”),导致了得州电网大停电事故,近500万用户停电,严重威胁了社会生产和生活。介绍了得州电力系统基本情况和大停电事故演化过程,并从技术、管理和体制方面分析了事故发生的原因。结合电网规划发展需求,提出了防止大停电事故发生的相关建议,从加强电网安全管控、紧急事故应对、电网差异化规划、应急物质储备等方面提出了多项措施。这些建议可为电网规划运营及管理人员提供参考。

电–气耦合视角下德州大停电事故分析及对我国新型电力系统发展启示

作为发电效率高、灵活性强的调节电源,燃气机组的大力发展能更好地促进新能源消纳,对我国新型电力系统建设具有重要意义。在此背景下,天然气与电力间的耦合将日益紧密,将给电力系统引入新的风险因素,即故障跨能源系统传播。2021年2月美国德克萨斯州发生的大停电事故,其主要原因在于极寒天气引起气源冻结,导致天然气机组供气不足从而造成停运。因此,该文从电–气耦合的角度对德州大停电原因进行剖析,提炼电-气耦合下电力系统的发展建议,以期对我国双碳背景下新型电力系统的建设提供借鉴。该文首先介绍德州电力与天然气系统耦合的概况。其次,在对德州大停电事故进行回顾的基础上,重点分析天然气系统故障对此次大停电事故造成的多重影响。最后结合针对我国“30·60双碳”目标和新型电力系统建设的背景,阐述我国燃气发电的发展前景,并且针对此次德州大停电事故所暴露出的系统性问题,提出我国新型电力系统安全低碳发展的若干建议。

美国得州2021年大停电事故对我国新能源发展的启示

2021年2月14日以来,美国得克萨斯州受寒冷天气的影响,发生大停电事故。事故造成得州切除负荷约20000MW,影响人口约400万。该文首先介绍得州电网的基本概况,然后依据得州电力可靠性委员会(ERCOT)提供的事故报告,梳理事故发展过程和恢复过程,分析事故原因,并对比2011年的得州停电事故。最后结合我国电网发展的实际情况,总结出对我国新能源发展的启示。

美国得州2·15大停电事故分析及对中国电力发展的启示

受极寒天气影响,2021年2月15日—19日美国得克萨斯州发生大停电事故,最多影响人口达450万人,得州电网进入三级紧急状态,最大切负荷2000万kW,实时市场价格超过9000美元/(MW·h)。依据得州电力可靠性委员会等机构的公开报告和数据,梳理事故过程,在提出的停电原因分析体系基础上,剖析该事故原因,并总结对中国电力发展的启示。应坚持发挥统一规划、统一调度、统一管理的体制优势,重视极端场景电力应急保障问题,构建适应高比例可再生能源和高比例电力电子装备电力系统的多元供给体系,筑牢能源电力安全物理基础,探索具有中国特色的电力市场模式。

美国得州“2·15”停电事故分析及对中国新型电力系统供电充裕度的启示

随着经济社会的发展,电力的可靠供应引发了人们的广泛关注。2021年2月15日,受极寒天气影响美国得克萨斯州发生大范围停电事故,影响用户超过480万,给社会生产生活带来剧烈冲击。简要介绍得州电力系统概况,以时间为主线梳理得州停电事故发生过程,并从电网充裕度、区域支援能力、市场机制3个方面剖析事故原因。最后结合中国新型电力系统建设背景,提出电力气象预测技术应用、新型电力系统电源结构、灵活资源挖掘及源网荷储一体化运行、电网网架结构建设等方面的启示,为保障中国新型电力系统供电充裕度提供借鉴。

美国得克萨斯州极端天气下电力供应不足对闽南地区火力发电机组运行安全的启示--以国能神福(石狮)发电有限公司为例

本文讨论分析了极端天气影响下美国南部得克萨斯州部分地区大面积停电事故对我国闽南地区火力发电机组运行安全的启示,尝试总结经验和提出防范措施,以期起到抛砖引玉的作用。

美国得州“2.15停电”事件分析及对山东电力市场的启示

2021年2月15日—19日美国得克萨斯州(以下简称得州)出现大范围停电,在国际范围内引起广泛关注。本文梳理事件经过,结合得州电力系统和电力市场情况,分析并指出极寒天气下电力负荷激增、能源供应基础设施抵御极寒天气能力弱导致出力骤降、外部电力支援能力弱导致供需不平衡、市场机制未能有效激励基础设施投资改造是造成事件的主要原因。基于此,结合山东电力资源禀赋和电力市场发展的实际,提出建立科学的容量充裕性保障机制、完善省间与省内市场衔接机制、提高中长期交易灵活性、完善零售市场交易机制、规范信息披露、建立市场应急机制等山东电力市场建设建议。