中國儲能網(wǎng)訊：2024年2月中旬，東亞、北美地區(qū)迎來超級寒潮。寒潮不僅影響發(fā)電環(huán)節(jié)，也影響天然氣的生產(chǎn)和運輸。受低溫影響，供暖等負荷會增加，備用容量也會減少。寒潮帶來的電力供應(yīng)緊缺加劇電網(wǎng)運營商保供挑戰(zhàn)。
2024年2月14日，聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會（FERC）批準北美電力可靠性委員會（NERC）針對寒冷天氣的運營和準備工作兩項可靠性標準，即EOP-011-4（緊急運營）和TOP-002-5（運營規(guī)劃）。這是NERC在2021年得州停電事件后針對事故原因，對發(fā)電商、電網(wǎng)運營商在冬季保障電力供應(yīng)提出的新要求。北美遭遇寒潮后采取的措施，對其他地區(qū)遭遇極端天氣后的緊急應(yīng)對，如怎樣評估冬季可運行狀態(tài)和做好防凍具有一定借鑒意義。
2022年以來，NERC分兩階段制定新一批極端寒冷天氣電力可靠性標準，目前已有4項標準獲得FERC批準?？煽啃詷藴实闹攸c是總結(jié)應(yīng)對惡劣天氣的經(jīng)驗，確保在寒冷天氣下有足夠的發(fā)電機組，保障電力系統(tǒng)可靠運行，預防同類事件發(fā)生。近期獲批的EOP-011-4和 TOP-002-5是NERC第二階段制定的成果。
EOP-011-4標準涉及緊急運營。FERC表示，這項標準將改進電網(wǎng)運營商在應(yīng)急運營計劃中手動調(diào)減負荷和自動調(diào)減負荷重疊的方式，盡量減少手動控制調(diào)減負荷。通常來說，在正常的系統(tǒng)運行中，如系統(tǒng)處于協(xié)調(diào)運行狀態(tài)，相關(guān)參數(shù)可實現(xiàn)自動調(diào)整以適應(yīng)負荷的變化。但在事故狀況下，工況突變或參數(shù)間的不協(xié)調(diào)可能使系統(tǒng)退出協(xié)調(diào)運行，輔機設(shè)備可能由自動控制轉(zhuǎn)為手動操作，這時一般經(jīng)驗很可能無法指導復雜工況下的運行調(diào)整，手動調(diào)減操作容易出錯，誤操作導致事故擴大的風險隨之上升。
TOP-002-5標準則涵蓋針對極端寒冷天氣的準備和運營。這項標準要求發(fā)電商制訂防凍措施和寒冷天氣應(yīng)對計劃，開展年度培訓，審查出現(xiàn)故障的機組并制訂修正行動方案（Corrective Action Plan，CAP）以解決冰凍問題。此外，F(xiàn)ERC要求發(fā)電商必須向系統(tǒng)運營商和平衡責任主體（Balancing Authorities，BA）提供寒冷天氣下的操作參數(shù)，以便這些主體進行分析和規(guī)劃。
目前，北美很多地區(qū)的電力系統(tǒng)以天然氣發(fā)電為主，而天然氣供應(yīng)不足是2021年冬季寒潮之下得州停電的重要原因之一。因此，將天然氣設(shè)施作為關(guān)鍵負荷，保護為氣電機組服務(wù)的關(guān)鍵天然氣基礎(chǔ)設(shè)施，是NERC制定可靠性標準的重要考量。
EOP-011-4要求，市場運營機構(gòu)在緊急情況下保障天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的電力供應(yīng)，市場運營機構(gòu)和平衡責任主體要確保應(yīng)急管理計劃的實施，區(qū)域可靠性協(xié)調(diào)機構(gòu)配合協(xié)調(diào)實施。
具體來看，NERC提議，首先，將參與低頻減載（UFLS）的配電商及輸電系統(tǒng)運營商列為必須遵守可靠性標準EOP-011-4的主體；其次，EOP-011-4標準要求公用事業(yè)公司在減負荷計劃中重點關(guān)注關(guān)鍵的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施，避免這些關(guān)鍵設(shè)施因缺電而停產(chǎn)。平衡責任主體必須將關(guān)鍵天然氣基礎(chǔ)設(shè)施排除在寒冷天氣期間的可中斷負荷、可削減負荷和需求響應(yīng)之外。
TOP-002-5標準則要求平衡責任主體制定針對寒冷天氣的操作流程，包括識別極端寒冷情況的方法，在極端寒冷情況下（考慮發(fā)電機限制）預測備用容量的方法，以及考慮所有與運營相關(guān)的因素來預測五天內(nèi)機組每小時運行情況的方法。
FERC表示，確保天然氣基礎(chǔ)設(shè)施在寒冷天氣下正常運行將有助于保障天然氣燃料供應(yīng)，從而保障電力系統(tǒng)可靠運行。根據(jù)計劃，配電商和輸電商將有30個月的時間來制訂計劃，但其中一些改進措施在三年后才能實施。
在這兩項可靠性標準獲批前，NERC也曾發(fā)布EOP-011-3和EOP-012-1兩項極端寒冷天氣可靠性標準，并于2023年2月獲得FERC批準。
EOP-011-3旨在確保輸電運營商為緊急情況做好充分準備，減小與負荷削減相關(guān)的風險。包括要考慮到整座變電站停運、跨區(qū)電力進口限制、極端負荷、風光裝機敏感性分析、輸氣管線故障分析等緊急事件。與EOP-011-4類似，該標準也要求系統(tǒng)運營商在其緊急運營計劃中考慮手動調(diào)減負荷和自動調(diào)減負荷重疊的方式，盡量減少手動控制調(diào)減負荷。
EOP-012-1是TOP-002-5標準的初級版本，該標準旨在確保發(fā)電商制定和實施計劃，減輕極端寒冷天氣對其發(fā)電機組的可靠性影響。這項標準包含七項要求，其中四項最值得注意。
第三項要求電力市場運營商根據(jù)各設(shè)備的適用溫度，對所有適用設(shè)備采取防凍措施，確保設(shè)備在極端寒冷溫度下能夠運行。第四項要求運營商制訂寒冷天氣準備計劃，并進行年度培訓。第五項要求運營商每五年審查一次極端寒冷天氣的溫度計算、寒冷天氣準備計劃和冰凍保護措施，以確定是否需要修改更新。
最后一項要求經(jīng)歷過強制停電、啟動故障或因冰凍而強制停電的發(fā)電機組制訂修正行動方案（CAP）。修正行動方案必須包括導致機組故障的原因，類似機組設(shè)備的審查，以及寒冷天氣應(yīng)對計劃。如發(fā)電機組未能實施修正行動方案，那么發(fā)電商必須要對此作出解釋。
除制定新的冬季可靠性標準，北美電力市場運營機構(gòu)還較往年加強了冬季市場運行的預測和評估，例如發(fā)布冬季可運行報告和防凍預警，要求各機組提供燃料供應(yīng)信息。
考慮到2021年得州大停電是由于輸氣管線被凍住而導致許多氣電機組停運，無法參與調(diào)度，目前，美國的電力市場運營機構(gòu)已與天然氣行業(yè)各方（主要是管網(wǎng)公司）協(xié)調(diào)，確保燃氣的運輸和供應(yīng)，并及時獲得管道氣可靠性和容量指標，以和燃氣電廠的各項指標進行對比。
