美國電網結構分析

       一、電網組織架構——四級可靠性架構

       美國電網結構比較復雜，從組織架構上看，可分為從上到下可分為四級：北美電網可靠性監管公司(NERC)、各區域可靠性監管機構(如WECC，SERC等等)、各地區獨立電網運營公司(如CAISO等等)、局部地區電力公司(PG&E等等)。

美國電網四級組織架構

       北美電力可靠性公司（NERC），總部設在佐治亞州亞特蘭大市，是一個非營利性公司，成立于2006年3月28日，其前身是北美電力可靠性委員會（也被稱為NERC），成立于1968年6月1日。無論是之前還是如今的NERC，其使命都是確保北美電力系統的可靠性。

       NERC下屬9個區域性可靠性委員會，按地域劃分為：佛羅里達州可靠性協調委員會（FRCC），中西部可靠性組織（MRO），東北電力協調委員會（NPCC），ReliabilityFirst公司（RFC）(中部），可靠性公司國家電力監管委員會（SERC）（東南部），西南電力聯營公司（SPP），西部電力協調委員會（WECC），德州電力可靠性委員會（ERCOT）和阿拉斯加系統協調委員會（ASCC）。

       二、電網地域結構—三大聯合電網區域

       東部聯合電網（EasternInterconnection),西部聯合電網(WesternInterconnection),得克薩斯聯合電網(TexasInterconnection)。事實上，美國電網在早期是由私有和公有公司根據各自的負荷和電源條件組成的一個個孤立電網。隨后在互利原則的基礎上通過雙邊或多邊協議、或聯合經營等方式相互聯網，同步運行，逐步形成了目前美國的三大聯合電網，即東部、西部和得克薩斯聯合電網。之所以分成東西部電網，是因為美國中西部高聳入云的洛磯山脈隔斷了東西部電網的直接相聯。美國的三大聯合電網之間只有通過直流線路的非同步聯系。東西部電網的間接相聯是通過四個直流的背靠背站。東部電網與德克薩電網有兩個直流連接站，而西部電網與德克薩斯電網沒有直流連接。近年來，美國一直推進三大聯合電網的聯系線路建設，2009年10月，由美國TresAmigas公司建設的TresAmigasSuperStation宣布，通過三條功率為5GW的高壓直流線路，實現了三大聯合電網的鏈接。三條線路使用的材料為高溫超導線材。

美國三大聯合電網地域分布

資料來源：中企顧問網整理

       三、輸電網建設——縱橫交錯的輸電線路

       美國的輸電網縱橫交錯，常見的電壓等級有765,500,345,230,161,138,115（單位：kV），還有少量的1000kV的超高壓輸電線路。最長的500千伏線路是西海岸太平洋聯絡線，全長1520公里，共兩條線，將西北部水電送至西南部加利福尼亞州負荷中心,與其并行一條±400千伏直流線路，送電容量近400萬千瓦。美國的500千伏線路總長度已達36000公里,加上70000公里的345千伏線路，形成了美國電力系統的主要干線。另外,中部和東北部還分布有3000余公里的765千伏線路,其中大部分集中在中部的美國電力公司系統。這些765千伏線路的特點是短距離大容量輸電，主要是把礦口電廠和核電廠的電力送往負荷中心。

       直流輸電線路電壓大部分采用±400千伏和±450千伏，少部分采用±500千伏。直流輸電線路除用于電網間的非同步聯結外，還用于從遠方的水，火，核電站向負荷中心輸送電能。

美國輸電網絡圖