美国电网结构分析

       一、电网组织架构——四级可靠性架构

       美国电网结构比较复杂，从组织架构上看，可分为从上到下可分为四级：北美电网可靠性监管公司(NERC)、各区域可靠性监管机构(如WECC，SERC等等)、各地区独立电网运营公司(如CAISO等等)、局部地区电力公司(PG&E等等)。

美国电网四级组织架构

       北美电力可靠性公司（NERC），总部设在佐治亚州亚特兰大市，是一个非营利性公司，成立于2006年3月28日，其前身是北美电力可靠性委员会（也被称为NERC），成立于1968年6月1日。无论是之前还是如今的NERC，其使命都是确保北美电力系统的可靠性。

       NERC下属9个区域性可靠性委员会，按地域划分为：佛罗里达州可靠性协调委员会（FRCC），中西部可靠性组织（MRO），东北电力协调委员会（NPCC），ReliabilityFirst公司（RFC）(中部），可靠性公司国家电力监管委员会（SERC）（东南部），西南电力联营公司（SPP），西部电力协调委员会（WECC），德州电力可靠性委员会（ERCOT）和阿拉斯加系统协调委员会（ASCC）。

       二、电网地域结构—三大联合电网区域

       东部联合电网（EasternInterconnection),西部联合电网(WesternInterconnection),得克萨斯联合电网(TexasInterconnection)。事实上，美国电网在早期是由私有和公有公司根据各自的负荷和电源条件组成的一个个孤立电网。随后在互利原则的基础上通过双边或多边协议、或联合经营等方式相互联网，同步运行，逐步形成了目前美国的三大联合电网，即东部、西部和得克萨斯联合电网。之所以分成东西部电网，是因为美国中西部高耸入云的洛矶山脉隔断了东西部电网的直接相联。美国的三大联合电网之间只有通过直流线路的非同步联系。东西部电网的间接相联是通过四个直流的背靠背站。东部电网与德克萨电网有两个直流连接站，而西部电网与德克萨斯电网没有直流连接。近年来，美国一直推进三大联合电网的联系线路建设，2009年10月，由美国TresAmigas公司建设的TresAmigasSuperStation宣布，通过三条功率为5GW的高压直流线路，实现了三大联合电网的链接。三条线路使用的材料为高温超导线材。

美国三大联合电网地域分布

资料来源：中企顾问网整理

       三、输电网建设——纵横交错的输电线路

       美国的输电网纵横交错，常见的电压等级有765,500,345,230,161,138,115（单位：kV），还有少量的1000kV的超高压输电线路。最长的500千伏线路是西海岸太平洋联络线，全长1520公里，共两条线，将西北部水电送至西南部加利福尼亚州负荷中心,与其并行一条±400千伏直流线路，送电容量近400万千瓦。美国的500千伏线路总长度已达36000公里,加上70000公里的345千伏线路，形成了美国电力系统的主要干线。另外,中部和东北部还分布有3000余公里的765千伏线路,其中大部分集中在中部的美国电力公司系统。这些765千伏线路的特点是短距离大容量输电，主要是把矿口电厂和核电厂的电力送往负荷中心。

       直流输电线路电压大部分采用±400千伏和±450千伏，少部分采用±500千伏。直流输电线路除用于电网间的非同步联结外，还用于从远方的水，火，核电站向负荷中心输送电能。

美国输电网络图