中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2025年4月28日當(dāng)?shù)貢r(shí)間12點(diǎn)30分左右，一場(chǎng)大范圍停電事故席卷了西班牙和葡萄牙，伊比利亞半島數(shù)千萬(wàn)人受到影響，靠近西班牙邊境的法國(guó)巴斯克區(qū)域也出現(xiàn)了短暫停電現(xiàn)象。
全球大規(guī)模停電事件相對(duì)少見(jiàn)，平均每幾年發(fā)生一次，通常源于單點(diǎn)故障在高互聯(lián)、高負(fù)載的電網(wǎng)中迅速擴(kuò)散，導(dǎo)致系統(tǒng)級(jí)崩潰。全國(guó)或跨國(guó)停電大約每1至3年出現(xiàn)一次，而大洲級(jí)連鎖停電約每十年才發(fā)生一次，極為罕見(jiàn)。相比之下，城市或地區(qū)級(jí)的局部停電則幾乎每天都在世界各地發(fā)生，多由極端天氣、設(shè)備故障或電網(wǎng)調(diào)度失誤所致。
此次西班牙大停電事故暴露出的重大問(wèn)題是高比例新能源電力系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)能力不足。從事故過(guò)程來(lái)看，事前未能成功平抑電網(wǎng)頻率振蕩，事中傳統(tǒng)發(fā)電廠未能按指令響應(yīng)，事后恢復(fù)停電速度緩慢，具體原因可初步歸納為電網(wǎng)安全管理體系不完善、電網(wǎng)穩(wěn)定控制技術(shù)單一、黑啟動(dòng)能力不足和電網(wǎng)互聯(lián)程度偏低。吸取此次事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，未來(lái)高比例新能源電力系統(tǒng)需要在資源規(guī)劃、電網(wǎng)韌性提升、新能源技術(shù)升級(jí)、風(fēng)險(xiǎn)管控等方面降低停電的可能性和負(fù)面影響。
圖一：近年全球停電事故及長(zhǎng)短（年份，地點(diǎn)，事故原因，受影響的人口，停電時(shí)間）。事故原因以技術(shù)故障居多（紅色），少數(shù)為天氣（綠色），極少為人為破壞（黑色）停電多在幾小時(shí)左右。
來(lái)源：https://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Apagones_el%C3%A9ctricos
01
事故時(shí)間軸
根據(jù)提交給西班牙電力危機(jī)分析委員會(huì)的報(bào)告，本次大停電事故的時(shí)間線(xiàn)梳理如下：
第0階段“電壓不穩(wěn)”：在4月25日至27日左右，電網(wǎng)已觀測(cè)到明顯的電壓波動(dòng)和振蕩現(xiàn)象。4月28日早上9點(diǎn)左右電壓不穩(wěn)定的情況更加強(qiáng)烈，但是在系統(tǒng)可控范圍內(nèi)。目前頻率波動(dòng)的初始原因還在調(diào)查中。
圖二：區(qū)域間相角差（Angle Difference）變化。相角差通常用于描述兩個(gè)域之間的電壓向量角度差，反映電網(wǎng)的功率流動(dòng)方向（正向或逆向）及同步狀態(tài)（大角差可能表示失穩(wěn)）。
圖片來(lái)源：https://www.entsoe.eu/publications/blackout/28-april-2025-iberian-blackout/
第1階段“系統(tǒng)中的電壓與振蕩”：4月28日12:00-12:30期間，電壓異常升高，進(jìn)而觸發(fā)了頻率的快速下降，隨后產(chǎn)生系統(tǒng)級(jí)別的振蕩（指電力系統(tǒng)中電壓、頻率等各個(gè)變量出現(xiàn)不穩(wěn)定的振蕩現(xiàn)象）。12點(diǎn)03分，記錄到0.64Hz的非典型振蕩（有專(zhuān)家指出由光伏電站引起的強(qiáng)制振蕩，可能是由于內(nèi)部控制故障造成的），持續(xù)4.42分鐘，引起了較大的電壓波動(dòng)。這種振蕩迫使系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商采取協(xié)議措施，增強(qiáng)電網(wǎng)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（也就是重新連接10條400kV線(xiàn)路）或減少對(duì)法國(guó)的電力輸送。所有這些動(dòng)作抑制了振蕩，但也產(chǎn)生電壓增加的副作用，使得穩(wěn)定電壓的難度增大。12點(diǎn)16分，再次記錄到相同的振蕩，規(guī)模較小。12點(diǎn)19分時(shí)，強(qiáng)迫振蕩以較小幅度激發(fā)了頻率為0.21Hz的東西中區(qū)域間振蕩模式，該模式體現(xiàn)了歐洲電網(wǎng)的典型特性。系統(tǒng)操作員采用相同的措施來(lái)緩沖，也使得電壓增加。此外，與法國(guó)的高壓直流連接的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)也改為固定功率模式，出口減少到1000兆瓦，這對(duì)抑制振蕩具有顯著效果。但是這樣做的一個(gè)副作用是，即使西班牙在多次發(fā)電中斷后出現(xiàn)巨大電力缺口，也無(wú)法改變對(duì)法國(guó)出口變化。為了恢復(fù)電壓，在振蕩過(guò)程中電壓瞬時(shí)降至較低值時(shí)，采取了并聯(lián)電抗器的操作措施。
第2階段“傳統(tǒng)機(jī)組沒(méi)有及時(shí)矯正”：28日12:32:57-12:33:18期間，系統(tǒng)振蕩導(dǎo)致電壓迅速穩(wěn)定地上升，引起發(fā)電廠自動(dòng)保護(hù)裝置的誤判，進(jìn)而觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作（被稱(chēng)為“保護(hù)裝置誤動(dòng)作”），斷開(kāi)與電網(wǎng)的連接，導(dǎo)致大量的發(fā)電負(fù)荷損失。在這一時(shí)刻，由于無(wú)功功率失衡，關(guān)鍵的220千伏和400千伏輸電線(xiàn)路的電壓開(kāi)始異常上升，至少有9臺(tái)發(fā)電機(jī)未能提供正確的電壓或無(wú)功支撐（AVR調(diào)節(jié)性能不足）。AVR（自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器）是發(fā)電機(jī)上用于自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓的裝置，通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)來(lái)保持電壓穩(wěn)定，確保電網(wǎng)中的電壓和無(wú)功功率正常運(yùn)行。這些發(fā)電機(jī)未能按照西班牙和歐盟電網(wǎng)規(guī)范的要求履行實(shí)時(shí)電壓控制義務(wù)，導(dǎo)致電網(wǎng)無(wú)法有效控制電壓突然升高。9臺(tái)傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組未能履行電壓調(diào)節(jié)職責(zé)的問(wèn)題，成為12:32:57第一輪發(fā)電機(jī)跳閘時(shí)的關(guān)鍵技術(shù)故障點(diǎn)。
第3階段“連鎖反應(yīng)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰”：28日12:33:18-12:33:30期間，每個(gè)發(fā)電廠的斷開(kāi)都會(huì)導(dǎo)致電壓進(jìn)一步升高，而電壓升高又會(huì)觸發(fā)發(fā)電廠的自動(dòng)保護(hù)裝置斷開(kāi)，形成無(wú)法控制的連鎖反應(yīng)。9臺(tái)傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組未能履行電壓調(diào)節(jié)職責(zé)嚴(yán)重削弱了電網(wǎng)的電壓控制能力，導(dǎo)致電壓異常上升，頻率下降至49.2Hz（法定下限為49.5Hz），引發(fā)逆變器停機(jī)以及傳統(tǒng)電廠的斷電，同時(shí)頻率下降導(dǎo)致西班牙電網(wǎng)與法國(guó)電網(wǎng)的同步性喪失，與歐洲大陸主網(wǎng)解列，最終電力系統(tǒng)崩潰，半島電力為零。
第4階段“黑啟動(dòng)供電”：28日12:33-29日3:30期間。在停電高峰期間，電力需求下降了40%。在接下來(lái)的12小時(shí)內(nèi)，具備黑啟動(dòng)能力的電站陸續(xù)啟動(dòng)，形成首批黑啟動(dòng)孤島，水電和燃?xì)獍l(fā)電支撐了系統(tǒng)的穩(wěn)定恢復(fù)?；ヂ?lián)線(xiàn)路也發(fā)揮了重要作用，12:44PM與法國(guó)的電力互聯(lián)恢復(fù)，1:07PM摩洛哥通過(guò)兩條海底高壓直流電纜向西班牙南部電網(wǎng)提供關(guān)鍵啟動(dòng)電力（部分發(fā)電廠完全停運(yùn)以后，需要外部電力“點(diǎn)火”重啟控制系統(tǒng)和渦輪機(jī)）。之后，法國(guó)也通過(guò)歐洲互聯(lián)電網(wǎng)輸送電力，幫助恢復(fù)電網(wǎng)穩(wěn)定。由于安全協(xié)議的限制，核電站恢復(fù)較慢。
第5階段“供電恢復(fù)正?！保?/strong>電力需求到午夜已恢復(fù)至88%，29日早上7:00，電力需求已恢復(fù)至99%，到上午11:00全面恢復(fù)完成，并恢復(fù)向法國(guó)的電力出口。
02
西班牙官方調(diào)查報(bào)告公布
援引西班牙媒體的報(bào)道，西班牙政府將4月28日大停電的責(zé)任指向國(guó)家電網(wǎng)公司（Red Eléctrica de Espa?a, REE）和發(fā)電公司。當(dāng)?shù)貢r(shí)間6月17日，生態(tài)轉(zhuǎn)型副首相兼大臣薩拉·阿赫森（Sara Aagesen）在內(nèi)閣會(huì)議后的新聞發(fā)布會(huì)上指出，大停電事故源于電網(wǎng)中的一個(gè)過(guò)電壓?jiǎn)栴}，并指出REE當(dāng)天的計(jì)劃可能存在失誤，且本應(yīng)幫助控制電壓的電廠出現(xiàn)了明顯異常的操作。REE根據(jù)當(dāng)天的負(fù)荷預(yù)測(cè)和發(fā)電預(yù)測(cè)，已安排十座常規(guī)發(fā)電廠待命，以控制電壓，這一數(shù)量本已低于此前月調(diào)度水平。然而，其中一座發(fā)電廠在前一天下午通知REE將無(wú)法運(yùn)行，REE在計(jì)算之后決定不額外啟用其他電廠。雖然系統(tǒng)當(dāng)時(shí)擁有足夠的發(fā)電能力來(lái)做出反應(yīng)，但剩下的九座發(fā)電廠并未按預(yù)期運(yùn)行，無(wú)法有效應(yīng)對(duì)導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰的電壓尖峰。
第二個(gè)責(zé)任點(diǎn)是發(fā)電廠自動(dòng)保護(hù)裝置，以及系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商為緩解振蕩所采取的操作也導(dǎo)致了電壓進(jìn)一步升高。猶如堵住一個(gè)漏水點(diǎn)，卻打開(kāi)了另一個(gè)。為了控制頻率振蕩采取的一些措施反而使系統(tǒng)電壓更高，從格拉納達(dá)（Granada）、巴達(dá)霍斯（Badajoz）、塞哥維亞（Segovia）、韋爾瓦（Huelva）、卡塞雷斯（Cáceres）開(kāi)始，風(fēng)光發(fā)電機(jī)組相繼脫網(wǎng)。部分發(fā)電廠的斷電發(fā)生在電壓超過(guò)規(guī)定閾值（輸電網(wǎng)電壓在380千伏—435千伏之間）之前，而其他一些斷電是電壓超過(guò)規(guī)定閾值之后觸發(fā)了發(fā)電廠的自動(dòng)保護(hù)裝置引起的。原本這些自動(dòng)跳閘裝置的目的是保護(hù)設(shè)施，但是這里卻適得其反，因?yàn)橛行┨l增加了系統(tǒng)中的無(wú)功功率，進(jìn)一步提高了電壓，導(dǎo)致更多電廠自動(dòng)跳閘，從而加劇了事故的嚴(yán)重程度。阿赫森強(qiáng)調(diào)，這些出于保護(hù)的跳閘動(dòng)作中，有些跳閘是不當(dāng)?shù)?。這些從12:33:16到12:33:17的接連跳閘事件的具體原因還在由專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)組進(jìn)行調(diào)查中。從技術(shù)層面來(lái)看，電壓穩(wěn)定性要求整個(gè)系統(tǒng)中的無(wú)功功率保持平衡，可以通過(guò)使用自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（AVR）、加裝同步調(diào)相機(jī)、配置無(wú)功補(bǔ)償裝置[如靜止無(wú)功發(fā)生器（SVG）或靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）]、 優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)政府副首相的說(shuō)法，此次事故的過(guò)電壓?jiǎn)栴}在于可供電網(wǎng)調(diào)度的同步發(fā)電不足。4月28日上午，同步發(fā)電不足已經(jīng)引發(fā)過(guò)電壓現(xiàn)象，但系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商為控制頻率振蕩，采取了一些使系統(tǒng)電壓升高的措施，同時(shí)那些本應(yīng)控制電壓、并因此獲得經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償?shù)幕痣姍C(jī)組，并未在高壓環(huán)境下吸收全部無(wú)功功率。由此可以看出，西班牙電力系統(tǒng)缺乏足夠的動(dòng)態(tài)電壓控制能力。
過(guò)去五年，西班牙多次成功利用自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（AVR）維持電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，尤其是在可再生能源接入不斷增長(zhǎng)的背景下。例如，西班牙針對(duì)低電壓穿越（LVRT）問(wèn)題采取了有效措施，提升了可再生能源在電壓下跌時(shí)支撐電網(wǎng)的能力。然而，此次事故暴露出AVR應(yīng)用仍存在明顯不足。尤其值得注意的是，盡管儲(chǔ)能等新能源具備通過(guò)AVR調(diào)節(jié)電壓的潛力，但當(dāng)前西班牙電網(wǎng)管理規(guī)則尚不允許其參與這類(lèi)調(diào)控，導(dǎo)致大量新能源雖參與發(fā)電，卻無(wú)法參與電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的響應(yīng)中。
03
辯證思考與討論
（1）高比例新能源不是此次事故的核心因素
在西班牙官方調(diào)查報(bào)告公布之前，多方猜測(cè)是西班牙高比例新能源（2024年底光伏裝機(jī)占比為25%、風(fēng)電裝機(jī)占比為24.4%）因某些原因?qū)е铝舜舜未笸ｋ娛鹿?，因?yàn)楣夥帮L(fēng)電設(shè)備本身不具備旋轉(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)，且間歇性特征會(huì)導(dǎo)致功率輸出劇烈波動(dòng)。這引發(fā)了“西班牙是否因過(guò)度依賴(lài)可再生能源（而非核電或燃?xì)獍l(fā)電）導(dǎo)致電網(wǎng)脆弱”的激烈辯論，一些批評(píng)者順勢(shì)將矛頭指向了西班牙政府力推的“100%可再生能源”轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。在事發(fā)前的發(fā)電結(jié)構(gòu)中，風(fēng)能和太陽(yáng)能占比較高（如下圖三所示）。太陽(yáng)能貢獻(xiàn)了近一半的發(fā)電量。僅在2024年，太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電量相當(dāng)且達(dá)到事發(fā)前水平的時(shí)間累計(jì)超過(guò)14%，約1200多個(gè)小時(shí)。這表明，風(fēng)光發(fā)電受天氣波動(dòng)影響的特性并非此次事件的根本原因，歷史經(jīng)驗(yàn)顯示西班牙電網(wǎng)具備足夠的韌性來(lái)應(yīng)對(duì)高比例風(fēng)光發(fā)電的情況。
圖三：事發(fā)時(shí)風(fēng)光占比：68.53%，值得注意的是，由于電價(jià)低（-１歐元／MWh)，當(dāng)時(shí)核電僅以一半功率運(yùn)行。
數(shù)據(jù)來(lái)源：https://demanda.ree.es/visiona/peninsula/demandaau/total/2025-04-28,https://www.spglobal.com/commodity-insights/en/news-research/latest-news/electric-power/050725-spanish-blackout-further-stirs-debate-about-nuclear-phaseout?utm_source=chatgpt.com
圖四：在事故發(fā)生前(左），西班牙是凈電力出口國(guó)，當(dāng)時(shí)的發(fā)電量高于其國(guó)內(nèi)用電需求。在事故發(fā)生后(右），由于西班牙具有自啟動(dòng)能力的發(fā)電機(jī)組或構(gòu)網(wǎng)型逆變器不足，所以需要利用摩洛哥和法國(guó)境內(nèi)的傳統(tǒng)機(jī)組進(jìn)行電網(wǎng)同步的恢復(fù)。
圖片來(lái)源：
https://www.ees.tf.fau.de/files/2025/05/Blackout_ES_PT_FR_28_04_2025_en.pdf
雖然新能源發(fā)電的波動(dòng)性會(huì)影響電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性，尤其是分布式新能源大量接入引起末端配電網(wǎng)電壓升高，但是從西班牙電網(wǎng)以往的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及此次事故發(fā)生的時(shí)間軸來(lái)看，西班牙電力系統(tǒng)是有能力且有時(shí)間來(lái)處理電網(wǎng)過(guò)電壓的問(wèn)題，而電網(wǎng)公司的計(jì)劃失誤和常規(guī)發(fā)電廠的不當(dāng)操作錯(cuò)失了處理過(guò)電壓?jiǎn)栴}的時(shí)機(jī)，顯然是更為關(guān)鍵的事故原因。在本次事故中，得益于部分電網(wǎng)具備孤網(wǎng)運(yùn)行能力，即便主網(wǎng)崩潰，仍有約30%的新能源保持發(fā)電，并在整個(gè)恢復(fù)過(guò)程中起到了助推器作用（見(jiàn)下圖）。新能源的并網(wǎng)處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故的發(fā)生，但是如果處理得當(dāng)，可以提高電網(wǎng)整體的韌性。如果說(shuō)對(duì)未來(lái)電網(wǎng)的要求是短時(shí)間快速恢復(fù)供電，新能源占比多的孤網(wǎng)比有傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組的大電網(wǎng)更有優(yōu)勢(shì)。
圖五：事故過(guò)程4月28日發(fā)電和用電的演變圖。在啟動(dòng)電網(wǎng)的過(guò)程中，新能源起到了快速恢復(fù)供電的作用。中午12:00后，即便主網(wǎng)崩潰，仍有約30%的新能源保持發(fā)電。（圖標(biāo)：橘黃:光伏；淺綠：風(fēng)能；淺藍(lán)：水利；淺粉:熱電聯(lián)產(chǎn)；黃色:聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電；深紫：核能。）
圖片來(lái)源：https://www.reimagine-energy.ai/p/anatomy-of-a-blackout-beyond-the?utm_campaign=post&utm_medium=web
德國(guó)經(jīng)驗(yàn)顯示：只要有戰(zhàn)略性投資與技術(shù)支撐，高比例可再生能源并不會(huì)削弱電網(wǎng)穩(wěn)定，反而能提升其韌性。盡管可再生能源占比持續(xù)上升，德國(guó)在2024年通過(guò)多項(xiàng)舉措顯著提升了電網(wǎng)的可靠性和穩(wěn)定性。德國(guó)電網(wǎng)公司一直在改進(jìn)電網(wǎng)硬件設(shè)施方面進(jìn)行大量投資。輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商TenneT投資超過(guò)46億歐元，加固高壓輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)；輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商50Hertz區(qū)域內(nèi)73%的電力來(lái)自可再生能源，并新建了約900公里的輸電線(xiàn)路。這使再調(diào)度（Redispatch）成本減少約12%，反映了電網(wǎng)調(diào)控效率的提升。德國(guó)電網(wǎng)發(fā)展計(jì)劃（NEP）提出新增4800公里輸電線(xiàn)路及多條高壓直流（HVDC）工程，同時(shí)，區(qū)域電網(wǎng)數(shù)字化投資達(dá)4.26億歐元，支持電動(dòng)車(chē)、熱泵和儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入。盡管北部風(fēng)能激增，再調(diào)度干預(yù)需求下降了20–30%，2023年平均停電時(shí)間僅為12.8分鐘，顯示出德國(guó)電網(wǎng)依然保持世界領(lǐng)先的可靠性。
（2）電力安全需要從電力系統(tǒng)整體的角度統(tǒng)籌分析
電力系統(tǒng)是一個(gè)極其復(fù)雜的大規(guī)模系統(tǒng)，涵蓋發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等全鏈條環(huán)節(jié)，事故的發(fā)生不能簡(jiǎn)單歸咎于發(fā)電、輸電、負(fù)荷或儲(chǔ)能中的某個(gè)單一環(huán)節(jié)。就像當(dāng)年將2003年美國(guó)東北大停電歸咎于市場(chǎng)化改革，或?qū)?021年得克薩斯州大停電歸咎于風(fēng)電，都是對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)問(wèn)題的過(guò)度簡(jiǎn)化。此次西班牙大停電，無(wú)論是發(fā)電側(cè)還是電網(wǎng)環(huán)節(jié)，都需要通過(guò)謹(jǐn)慎、中立的分析才能得出合理結(jié)論。西班牙官方調(diào)查報(bào)告目前給出了一些成熟的結(jié)論：首先，新能源高滲透率下的電網(wǎng)運(yùn)行特性比傳統(tǒng)電網(wǎng)更為復(fù)雜，而電網(wǎng)本身缺乏充分的應(yīng)對(duì)預(yù)案，技術(shù)設(shè)計(jì)存在滯后，這是首要的管理失誤；其次，9個(gè)傳統(tǒng)機(jī)組在關(guān)鍵時(shí)刻未能提供有效的電壓或頻率響應(yīng)，構(gòu)成次要責(zé)任。但仍有若干關(guān)鍵細(xì)節(jié)尚未厘清，例如，在停電發(fā)生前的30分鐘內(nèi)，相量測(cè)量單元（PMU）記錄到電網(wǎng)頻率出現(xiàn)約0.2Hz 的低頻振蕩，雖然隨后被阻尼抑制，但表明系統(tǒng)已有不穩(wěn)定征兆。這種振蕩似乎發(fā)生在伊比利亞半島與歐洲大陸主電網(wǎng)之間，兩者處于相反的電網(wǎng)相位，說(shuō)明可能存在區(qū)域間的耦合問(wèn)題。值得注意的是，2016年12月與2021年7月，西班牙曾經(jīng)歷過(guò)類(lèi)似的振蕩和斷電事件，當(dāng)時(shí)的影響較輕。當(dāng)時(shí)歐洲南北的電網(wǎng)頻率差約為0.25Hz，而本次事故中降至約0.217Hz，這或與波羅的海國(guó)家和烏克蘭近期并入歐洲大陸同步電網(wǎng)（CESA）有關(guān)。我們目前只知道停電的核心原因是振蕩和電壓控制之間意外的相互作用。為應(yīng)對(duì)振蕩而采取的措施（通過(guò)重新連接斷開(kāi)的線(xiàn)路和減少對(duì)法國(guó)和葡萄牙的出口來(lái)穩(wěn)定電網(wǎng)）產(chǎn)生了降低輸電線(xiàn)路負(fù)荷的效果，從而減少了無(wú)功功率消耗，因此提高了電壓。隨著調(diào)查的深入，事件背后的系統(tǒng)性原因或許會(huì)更清晰地披露出來(lái)。
（3）電網(wǎng)供電安全需要制定完備的技術(shù)體系
此次事件曝露出西班牙電網(wǎng)安全技術(shù)體系的三個(gè)不足之處：
一是應(yīng)對(duì)電網(wǎng)不穩(wěn)定問(wèn)題的手段單一，主要依靠傳統(tǒng)發(fā)電廠的同步發(fā)電能力，在傳統(tǒng)發(fā)電廠未能按需響應(yīng)時(shí)無(wú)法阻止電壓失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)的擴(kuò)散。實(shí)際上，前文提到的靜止同步補(bǔ)償器可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)電壓控制，具有調(diào)節(jié)連續(xù)、諧波小、損耗低、運(yùn)行范圍寬、可靠性高、調(diào)節(jié)速度快等優(yōu)點(diǎn)；當(dāng)系統(tǒng)缺乏無(wú)功功率時(shí)，并聯(lián)電抗器是經(jīng)典且非常有效的手段。目前的風(fēng)能與太陽(yáng)能大多采用“跟網(wǎng)型”并網(wǎng)技術(shù)，即依賴(lài)現(xiàn)有電網(wǎng)的電壓與頻率運(yùn)行，缺乏自身提供慣性的能力；如果借助“構(gòu)網(wǎng)型”并網(wǎng)技術(shù)，風(fēng)電、光伏配置了儲(chǔ)能系統(tǒng)也可以主動(dòng)支撐電網(wǎng)頻率和電壓，提供慣性支持，從而提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。為應(yīng)對(duì)未來(lái)潛在風(fēng)險(xiǎn)，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商可能需要具備更高的調(diào)度靈活性，以便在緊急情況下動(dòng)用市場(chǎng)外的發(fā)電資源，同時(shí)強(qiáng)化系統(tǒng)的平衡服務(wù)與備用容量，確保電網(wǎng)在高比例可再生能源背景下仍能穩(wěn)定運(yùn)行。
二是停電重啟所需的黑啟動(dòng)能力不足。黑啟動(dòng)是指整個(gè)系統(tǒng)因故障停運(yùn)后，系統(tǒng)全部停電（不排除孤立小電網(wǎng)仍維持運(yùn)行），處于全“黑”狀態(tài)，不依賴(lài)別的網(wǎng)絡(luò)幫助，通過(guò)系統(tǒng)中具有自啟動(dòng)能力的發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)，帶動(dòng)無(wú)自啟動(dòng)能力的發(fā)電機(jī)組逐漸擴(kuò)大系統(tǒng)恢復(fù)范圍，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的恢復(fù)。西班牙和葡萄牙可快速黑啟動(dòng)的電源規(guī)模較少，恢復(fù)供電的效率受到影響，在摩洛哥和法國(guó)的幫助下，耗時(shí)10多個(gè)小時(shí)才全面恢復(fù)供電。實(shí)際上，黑啟動(dòng)并不是必須由傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如構(gòu)網(wǎng)型逆變器可以使新能源、儲(chǔ)能電站具備傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組一樣的慣性，實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)。
三是西班牙電網(wǎng)與鄰國(guó)之間的網(wǎng)對(duì)網(wǎng)互聯(lián)不足以及穩(wěn)定電壓的操作導(dǎo)致西法傳輸不靈活，降低了電網(wǎng)的韌性。法國(guó)以核電機(jī)組為主，而西班牙和葡萄牙具備快速黑啟動(dòng)能力的電源較少，恢復(fù)供電的效率受限。這說(shuō)明風(fēng)光資源豐富但傳統(tǒng)機(jī)組不足的地區(qū)，應(yīng)加強(qiáng)與傳統(tǒng)機(jī)組充足的鄰近區(qū)域之間的電網(wǎng)互聯(lián)，以保障整體電網(wǎng)的韌性和運(yùn)行效率。
04
政策建議與啟示
停電風(fēng)險(xiǎn)不可能被完全消除，因?yàn)閷⑵浣禐榱闼璧拇鷥r(jià)是無(wú)限高的。但通過(guò)加強(qiáng)電網(wǎng)硬件建設(shè)和完善市場(chǎng)管理機(jī)制，可以在電力轉(zhuǎn)型過(guò)程中有效降低停電發(fā)生的概率。面對(duì)停電風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)以科學(xué)、理性的態(tài)度進(jìn)行分析，用現(xiàn)代化的管理手段進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制，并將風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施經(jīng)濟(jì)化，通過(guò)科學(xué)評(píng)估來(lái)平衡風(fēng)險(xiǎn)防范成本，避免因過(guò)度反應(yīng)而將電網(wǎng)改革“情緒化”“危機(jī)化”甚至“災(zāi)難化”，從而影響新能源正常發(fā)展。
（1）隨著電力市場(chǎng)的發(fā)展，電源、電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)越來(lái)越傾向于市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)的指引。但是電網(wǎng)規(guī)劃要考慮多方面因素，僅靠?jī)r(jià)格信號(hào)指導(dǎo)規(guī)劃和調(diào)度存在很多潛在風(fēng)險(xiǎn)。需要警惕的是，價(jià)格信號(hào)是優(yōu)化資源配置、提高運(yùn)行效率的重要工具，但絕不能成為唯一指南。電網(wǎng)規(guī)劃必須將儲(chǔ)能和構(gòu)網(wǎng)型變流器占比，安全裕度、N-1甚至N-2準(zhǔn)則、抗災(zāi)能力等作為衡量電網(wǎng)穩(wěn)定的準(zhǔn)則，不能完全寄希望于市場(chǎng)在價(jià)格驅(qū)動(dòng)下“自動(dòng)”提供足夠的系統(tǒng)韌性。電網(wǎng)的公共基礎(chǔ)設(shè)施屬性決定了其發(fā)展不能完全交由市場(chǎng)這只“看不見(jiàn)的手”，還需要看得見(jiàn)的“規(guī)則之手”（監(jiān)管）和“引領(lǐng)之手”（戰(zhàn)略規(guī)劃）共同作用，才能平衡效率、安全、公平和可持續(xù)發(fā)展的多重目標(biāo)。參與市場(chǎng)改革的機(jī)構(gòu)應(yīng)了解電網(wǎng)韌性和穩(wěn)定性的來(lái)源，與電網(wǎng)公司一起找到風(fēng)險(xiǎn)管理和成本控制的平衡點(diǎn)。
（2）此次西班牙大停電的案例表明，新能源在經(jīng)過(guò)電網(wǎng)與發(fā)電側(cè)的技術(shù)改造后，完全有能力提升電網(wǎng)的韌性。盡管新能源接入比例較高的電網(wǎng)相較傳統(tǒng)電網(wǎng)在運(yùn)行上更為復(fù)雜，但從多個(gè)國(guó)家的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，新能源的可變性并不是電網(wǎng)穩(wěn)定性的根本障礙。相反，問(wèn)題更多源于現(xiàn)有電網(wǎng)設(shè)施和傳統(tǒng)機(jī)組在頻率、電壓變化應(yīng)對(duì)方面準(zhǔn)備不足，以及技術(shù)設(shè)計(jì)存在偏差或已過(guò)時(shí)，導(dǎo)致在關(guān)鍵時(shí)刻無(wú)法做出有效響應(yīng)。美國(guó)和德國(guó)等國(guó)的經(jīng)驗(yàn)也進(jìn)一步證明，新能源比例的提升并不必然削弱電網(wǎng)韌性，關(guān)鍵在于是否具備相應(yīng)的制度、技術(shù)和管理支撐。
要實(shí)現(xiàn)未來(lái)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，必須進(jìn)行系統(tǒng)性的技術(shù)革新。例如，核心硬件方面，大力發(fā)展并強(qiáng)制應(yīng)用構(gòu)網(wǎng)型變流器技術(shù)、支撐系統(tǒng)強(qiáng)度的大型儲(chǔ)能、新型無(wú)功補(bǔ)償與振蕩抑制裝置；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面，全面更新涵蓋系統(tǒng)強(qiáng)度評(píng)估、故障穿越能力、慣量/頻率響應(yīng)、電壓支撐能力、振蕩風(fēng)險(xiǎn)防控、模型驗(yàn)證等關(guān)鍵領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和并網(wǎng)導(dǎo)則，使其適應(yīng)電力電子設(shè)備的特性；規(guī)劃方面，必須將“系統(tǒng)強(qiáng)度”和“穩(wěn)定性硬件配置（如構(gòu)網(wǎng)型資源比例、儲(chǔ)能）”作為核心約束；運(yùn)行范式方面，從依賴(lài)同步機(jī)物理特性的“被動(dòng)穩(wěn)定”，轉(zhuǎn)向基于電力電子主動(dòng)控制能力的“主動(dòng)支撐”和“協(xié)同穩(wěn)定”。
（3）正確處理傳統(tǒng)能源和新能源“破”與“立”的關(guān)系，不僅意味著新能源逐步替代傳統(tǒng)機(jī)組的發(fā)電功能，同樣重要的是在替代過(guò)程中同步加強(qiáng)新能源對(duì)電網(wǎng)韌性的支撐能力。新能源不應(yīng)只是被動(dòng)地跟隨電網(wǎng)頻率運(yùn)行，在電壓頻率波動(dòng)時(shí)自動(dòng)脫網(wǎng)切斷，反而可能加劇系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)；而應(yīng)通過(guò)構(gòu)網(wǎng)型逆變器實(shí)現(xiàn)主動(dòng)調(diào)頻，在電壓波動(dòng)時(shí)與儲(chǔ)能系統(tǒng)協(xié)同參與調(diào)壓，在極端情況下甚至能參與電網(wǎng)的黑啟動(dòng)過(guò)程。唯有讓新能源真正成為電網(wǎng)管理的“主動(dòng)構(gòu)成”，而不僅是電源替代，才能實(shí)現(xiàn)從“可接入”到“可支撐”的根本性轉(zhuǎn)變，讓新能源成為強(qiáng)韌電網(wǎng)的一部分。
（4）強(qiáng)化電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)管控機(jī)制，做到“防為上、救次之、戒為下”。此次西班牙大停電事故是“灰犀?！笔录?，局部未知來(lái)源的風(fēng)險(xiǎn)未得到及時(shí)且有效的處理，處理方式有的適得其反，最終演變?yōu)橄到y(tǒng)性崩潰。極端天氣、高比例新能源、微電網(wǎng)、新興用電負(fù)荷等使得電網(wǎng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)更加復(fù)雜，電網(wǎng)安全體系需要從“被動(dòng)響應(yīng)”升級(jí)為“主動(dòng)免疫”，繪制氣象災(zāi)害、設(shè)備老化、調(diào)度指令、保護(hù)動(dòng)作、用戶(hù)響應(yīng)等全鏈條風(fēng)險(xiǎn)圖譜，識(shí)別關(guān)鍵脆弱節(jié)點(diǎn)；通過(guò)大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生、傳感終端等技術(shù)整合發(fā)/輸/配/儲(chǔ)電數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)可視化，在緊急情況下自動(dòng)執(zhí)行預(yù)控措施（如檢測(cè)到頻率驟降速率>1Hz/s時(shí)立即啟動(dòng)儲(chǔ)能放電），以算力提升電網(wǎng)快速響應(yīng)性能；建立全局風(fēng)險(xiǎn)協(xié)同聯(lián)防機(jī)制，靠機(jī)制約束力填補(bǔ)風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任真空，做好風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)的預(yù)演，避免部分風(fēng)險(xiǎn)管控淪為“三不管地帶”。風(fēng)險(xiǎn)管理多元化，避免穩(wěn)定電網(wǎng)措施本身給電網(wǎng)帶來(lái)不穩(wěn)定。
