中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月28日12時(shí)30分左右，西班牙、葡萄牙突發(fā)大面積停電，法國(guó)部分地區(qū)亦受波及。據(jù)央視新聞報(bào)道，此次停電影響超過(guò)5000萬(wàn)伊比利亞半島民眾，交通、通信、醫(yī)療等關(guān)鍵領(lǐng)域一度癱瘓。根據(jù)歐洲輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)（ENTSO-E）數(shù)據(jù)，西班牙系統(tǒng)負(fù)荷從接近27吉瓦驟降至不足10吉瓦，約為峰值負(fù)荷的40%；葡萄牙更是一度幾乎“全黑”
西班牙內(nèi)政部宣布進(jìn)入國(guó)家緊急狀態(tài)，西班牙首相桑切斯在當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月28日22點(diǎn)30分左右表示，全國(guó)50%的地區(qū)已恢復(fù)電力供應(yīng)，但恢復(fù)全國(guó)供電所需時(shí)間可能比預(yù)期更長(zhǎng)，目前仍無(wú)法確定停電原因。截至記者發(fā)稿前，葡萄牙政府宣布全國(guó)供水、醫(yī)療、交通體系正在陸續(xù)恢復(fù)，正與西班牙合作查明停電原因
本次事故的規(guī)模之大，在歐洲大陸電網(wǎng)歷史上實(shí)屬罕見。
ENTSO-E及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)公司的數(shù)據(jù)顯示，事故發(fā)生于4月28日12:30左右，西班牙電力系統(tǒng)突然出現(xiàn)大規(guī)模負(fù)荷流失。5秒內(nèi)超過(guò)1500萬(wàn)千瓦機(jī)組脫網(wǎng)，電網(wǎng)頻率跌至47.5Hz，觸發(fā)自動(dòng)保護(hù)機(jī)制，引發(fā)多輪負(fù)荷脫落。隨后，西法、西葡之間的跨境潮流迅速歸零，伊比利亞半島電網(wǎng)在12:38與歐洲大陸主網(wǎng)解列
01
電網(wǎng)特點(diǎn)：新能源占比高，互聯(lián)復(fù)雜
截至2024年底，西班牙電力總裝機(jī)約1.29億千瓦，其中光伏占比為25%、風(fēng)電占比為24.4%、聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)占比為20%、水電占比為13.3%、核電及其他機(jī)組占比為17.3%。德國(guó)華人新能源協(xié)會(huì)創(chuàng)始人廖宇認(rèn)為，相比裝機(jī)結(jié)構(gòu)，此次事故或許與新能源設(shè)備本身的技術(shù)條件相關(guān)性更高。
據(jù)介紹，正常情況下，電網(wǎng)電壓或頻率出現(xiàn)小范圍波動(dòng)時(shí)，具備低壓穿越和頻率響應(yīng)能力的新能源發(fā)電設(shè)備應(yīng)能保持并網(wǎng)運(yùn)行，并向電網(wǎng)提供必要的支撐。但西班牙很多新能源設(shè)備沒有強(qiáng)制安裝低電壓穿越、低頻解列裝置或者電網(wǎng)穩(wěn)定器，在頻率震蕩時(shí)只能“硬扛”，一旦波動(dòng)超出承受范圍，就容易導(dǎo)致機(jī)組大量脫網(wǎng)，進(jìn)而電網(wǎng)功率失衡，引發(fā)連鎖反應(yīng)。
“原來(lái)的老設(shè)備在電網(wǎng)頻率發(fā)生變化時(shí)，就把自己解列了。這使得電網(wǎng)頻率震蕩太激烈、正需要機(jī)組支撐時(shí)，產(chǎn)生多米諾骨牌效應(yīng)，一個(gè)機(jī)組解列引發(fā)更多機(jī)組解列，最終導(dǎo)致電網(wǎng)崩潰。”廖宇解釋。
事故發(fā)生前，西班牙光伏發(fā)電出力達(dá)到1934萬(wàn)千瓦，占比高達(dá)71.7%。英國(guó)牛津能源研究所研究員、中國(guó)碳中和五十人論壇特邀研究員秦炎提到，很多歐洲電力專業(yè)人士的分析認(rèn)為，光伏及風(fēng)電機(jī)組不具備旋轉(zhuǎn)備用和慣量支撐能力，無(wú)法對(duì)頻率擾動(dòng)做出有效反應(yīng)，是導(dǎo)致本次大停電發(fā)生的重要因素。當(dāng)然，真正的事故原因還是要等西班牙電網(wǎng)公布。
截至目前，官方尚未給出正式的原因分析。停電發(fā)生后，葡萄牙國(guó)家電力公司（REN）表示，由于西班牙出現(xiàn)“罕見大氣現(xiàn)象”，極端溫度變化導(dǎo)致400千伏高壓輸電聯(lián)絡(luò)線出現(xiàn)異常振蕩，引發(fā)電氣系統(tǒng)之間的同步故障，最終導(dǎo)致整個(gè)伊比利亞半島停電。葡萄牙總理路易斯?蒙特內(nèi)格羅也一度稱“停電起源于西班牙”。歐盟網(wǎng)絡(luò)安全局表示，初步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，事故可能與技術(shù)故障或電纜問(wèn)題有關(guān)。
多位受訪者認(rèn)為，氣溫快速變化可能使輸電線路的物理特性發(fā)生改變，影響線路電氣間隙，引發(fā)短路等故障。但僅因氣溫變化導(dǎo)致如此大規(guī)模停電較為罕見，可能還有其他因素共同作用。
西班牙電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)服務(wù)總監(jiān)愛德華多?普列托稱，西班牙和葡萄牙大部分地區(qū)停電是由于法國(guó)附近的歐洲互聯(lián)電網(wǎng)中斷，導(dǎo)致伊比利亞半島系統(tǒng)頻率急劇下降，迫使伊比利亞電網(wǎng)自動(dòng)解列以保護(hù)其基礎(chǔ)設(shè)施。
歐洲電網(wǎng)由5個(gè)同步電網(wǎng)通過(guò)直流輸電系統(tǒng)互聯(lián)，西班牙、葡萄牙、法國(guó)、意大利等均屬于歐洲大陸同步電網(wǎng)。西班牙與葡萄牙電網(wǎng)通過(guò)7條高壓輸電線路（總?cè)萘?00萬(wàn)千瓦）互聯(lián)，通過(guò)8條高壓輸電線路（總?cè)萘?80萬(wàn)千瓦）與法國(guó)互聯(lián)，通過(guò)2條400千伏海底交流電纜（總?cè)萘?40萬(wàn)千瓦）與摩洛哥互聯(lián)，構(gòu)成了伊比利亞電力市場(chǎng)。當(dāng)互聯(lián)電網(wǎng)某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障時(shí)，可能引發(fā)功率潮流的大幅變化，影響其他地區(qū)電網(wǎng)穩(wěn)定。
伊比利亞半島電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較為獨(dú)立，對(duì)德國(guó)等中歐國(guó)家影響有限。此次事故中，法國(guó)南部因與西班牙相連，部分區(qū)域受影響；但法國(guó)快速自行解列，且具備較強(qiáng)的調(diào)度和備用能力，恢復(fù)迅速。德國(guó)、瑞士、奧地利等國(guó)因距離較遠(yuǎn)、互聯(lián)度低，未受波及。
反觀葡萄牙，其電網(wǎng)高度依賴西班牙，通過(guò)7條線路（總?cè)萘?00萬(wàn)千瓦）與之互聯(lián)。事故發(fā)生后，葡萄牙并未及時(shí)解列，致使自身電網(wǎng)被拖垮，復(fù)電速度慢于西班牙。據(jù)廖宇推測(cè)，葡萄牙之所以幾乎全境斷電，是因?yàn)槭鹿拾l(fā)生后未能及時(shí)解列，電網(wǎng)隨之崩潰，相當(dāng)于車禍?zhǔn)鹿手械淖肺彩录?
02
黑啟動(dòng)困難：電源結(jié)構(gòu)與調(diào)度經(jīng)驗(yàn)雙重制約
停電發(fā)生后，ENTSO-E和當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)公司迅速開展復(fù)電工作，經(jīng)歷三次黑啟動(dòng)失敗后才逐步重啟電源。
多位受訪人士認(rèn)為，西、葡兩國(guó)黑啟動(dòng)困難部分源于其電源結(jié)構(gòu)。兩國(guó)新能源占比高，而新能源機(jī)組大多不具備黑啟動(dòng)能力，傳統(tǒng)電源又啟動(dòng)較慢。例如，燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)可能需要數(shù)十分鐘甚至更長(zhǎng)時(shí)間，在緊急停電情況下，無(wú)法快速響應(yīng)恢復(fù)電網(wǎng)供電。高比例新能源結(jié)構(gòu)雖符合綠色發(fā)展趨勢(shì)，但也暴露出系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力不足的問(wèn)題。事故發(fā)生時(shí)，可快速調(diào)節(jié)的燃?xì)馀c水電機(jī)組比例低，核電還因廠用電不穩(wěn)一度自動(dòng)停堆，導(dǎo)致黑啟動(dòng)難以實(shí)施。
廖宇認(rèn)為，調(diào)度經(jīng)驗(yàn)也至關(guān)重要。黑啟動(dòng)要求發(fā)電與負(fù)荷精準(zhǔn)匹配，否則容易再度崩潰。也就是說(shuō)，調(diào)度需要精準(zhǔn)匹配負(fù)荷與發(fā)電。在停電狀態(tài)下，負(fù)荷情況難以準(zhǔn)確估計(jì)，用戶可能關(guān)閉部分電器，實(shí)際負(fù)荷與停電前規(guī)模相差可能較大?！昂趩?dòng)的關(guān)鍵在于調(diào)度有沒有經(jīng)驗(yàn)，能不能把負(fù)荷和發(fā)電同步切過(guò)去。在停電狀態(tài)下，負(fù)荷估計(jì)很難預(yù)測(cè)，因?yàn)橛脩艨赡芏及央娖麟娫窗瘟?，調(diào)度員以為是5兆瓦，其實(shí)可能只有2兆瓦，如此電網(wǎng)可能又會(huì)崩潰?！?
在此次事故中，葡萄牙調(diào)度在應(yīng)對(duì)停電事故時(shí)可能存在不足，未能及時(shí)解列避免受影響，且在恢復(fù)過(guò)程中因經(jīng)驗(yàn)欠缺導(dǎo)致恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)。而西班牙在事故發(fā)生后，由于電源結(jié)構(gòu)和調(diào)度協(xié)調(diào)等問(wèn)題，也經(jīng)歷了多次黑啟動(dòng)失敗，導(dǎo)致電網(wǎng)恢復(fù)緩慢。
03
提高系統(tǒng)性防御和應(yīng)急能力
此次西班牙、葡萄牙大停電事故為其他地區(qū)，特別是新能源滲透率不斷上升的國(guó)家提供了啟示。
多位受訪專家表示，提升電網(wǎng)韌性必須與新能源發(fā)展共同推進(jìn)。既要推進(jìn)設(shè)備端的技術(shù)改造，也要強(qiáng)化系統(tǒng)級(jí)的調(diào)控能力布局。另外，加強(qiáng)跨國(guó)電網(wǎng)間的協(xié)調(diào)防御體系、提升關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的能源保障水平，也是構(gòu)建安全可靠電力系統(tǒng)不可或缺的環(huán)節(jié)。
廖宇建議，制定完善的黑啟動(dòng)預(yù)案與標(biāo)準(zhǔn)體系，確保應(yīng)急恢復(fù)“有章可循”。在新能源富集、支撐能力薄弱區(qū)域，多點(diǎn)布局具備黑啟動(dòng)能力的電源，探索“風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合+虛擬同步機(jī)”等新型構(gòu)網(wǎng)模式，將黑啟動(dòng)電源配置納入強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，在電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段同步考慮應(yīng)急恢復(fù)能力，并定期組織實(shí)戰(zhàn)化演練。
電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的互相協(xié)調(diào)也十分關(guān)鍵。據(jù)秦炎介紹，發(fā)生事故后，西班牙電網(wǎng)第一時(shí)間就從歐洲同步電網(wǎng)解列，避免了影響范圍繼續(xù)擴(kuò)大。在恢復(fù)電力供應(yīng)的過(guò)程中，法國(guó)等周邊國(guó)家也支援西班牙，顯示了電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的協(xié)調(diào)能力。
廖宇提到，構(gòu)建適應(yīng)高比例新能源特點(diǎn)的新型故障防御體系，需要加強(qiáng)在線安全穩(wěn)定控制、解列判斷與快速切換能力的研究部署，提升系統(tǒng)振蕩抑制與連鎖故障阻斷能力。此外，本次事故中，西、葡調(diào)度經(jīng)驗(yàn)不足成為電網(wǎng)重啟的一大障礙。因此，還需強(qiáng)化調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)感知與響應(yīng)能力，提升負(fù)荷預(yù)測(cè)與動(dòng)態(tài)調(diào)控的精度，確保關(guān)鍵時(shí)刻穩(wěn)得住。
