西班牙大停电15吉瓦电力缺口击穿电网,43%风光占比暴露储能“拖后腿”危机
4月28日中午12:35左右,西班牙和葡萄牙大部分地区突然大面积停电,这次停电事件波及整个伊比利亚半岛,甚至影响到了法国部分地区。
据西班牙电网运营商Red Eléctrica报告,在短短5秒钟内,约15吉瓦的发电能力突然消失,相当于当时全国电力需求的60%。
西班牙电网负荷变化图来源:西班牙国家电网公司官网
在电网瘫痪超过11小时后,西班牙总理佩德罗·桑切斯在当地时间晚上11点的宣布,电力仅恢复了全国的一半地区,并宣布进入紧急状态。
Red Eléctrica表示,截至当地时间晚上10:30,电网仅满足了近一半的需求,部分依靠来自法国的电力供应。约三分之二的变电站恢复了运行,电力公司承诺将"逐步增加"供电直至恢复正常水平。
葡萄牙电网运营商REN则警告,整个系统的完全恢复可能需要长达一周的时间。
如此大规模的停电在欧洲并不常见。2003年,意大利和瑞士之间的一条水力发电站线路出现故障,导致整个意大利半岛停电约12小时。2006年,德国电网超负荷,导致欧洲部分地区乃至远至摩洛哥的电力中断。
图源:澎湃新闻
有分析人士指出,目前西班牙43%的电力来源于风能和太阳能,但电网和储能系统的建设速度未能跟上可再生能源的快速发展。
一、停电原因众说纷纭
关于这场罕见大停电的原因,各方说法不一。
葡萄牙电网运营商REN称,这是由一种"罕见的大气现象"引起的,具体指西班牙电网内部"极端温度变化"。据英国媒体LBC News报道,REN表示这些温度变化导致"超高压线路(400千伏)出现异常振荡,这是一种被称为'大气诱导振动'的现象",这些振荡导致电力系统之间的同步失败,引发了整个互联欧洲网络的连续干扰。
气象数据显示,在当地时间中午12点至下午1点之间,西班牙南部地区温度急剧上升。高温可能限制了电缆的传输能力。
西班牙电网服务主管Eduardo Prieto表示,网络在那段时间内出现"非常强烈的振荡",使西班牙电网与欧洲大陆其他地区断开连接,导致系统崩溃。
但也有人质疑此判断。伦敦经济学院环境经济学助理教授Stephen Jarvis表示,当日天气并无异常,系统故障可能是更可能的原因,因为供需失衡。
分析人士Michael Shellenberger在PUBLIC网站撰文指出,这次停电并非偶然。随着各国用轻量级、基于逆变器的发电设备取代重型旋转设备,电网变得更快、更轻,也更容易受到干扰。
二、储能建设在可再生能源系统中的不可替代性
(1)发电端。储能装置可以解决可再生能源大规模接入带来的不稳定性和间歇性问题;对比燃气轮机(>5分钟),可避免事故初期频率跌至48.5Hz以下(低频减载阈值)。部署1GW/0.5h储能,西班牙事故中可减少40%的负荷损失。
(2)电网侧。储能系统可以在电力负荷低或限电时,吸收电网电力,在负荷高或不限电时,电网充电,实现削峰填谷;通过对电网中的储能设备进行充放电以及控制充放电的速率,储能达到调节系统频率的目的;在北部-葡萄牙线路两端部署500MW储能,通过实时吞吐功率可将线路利用率从120%降至95%,避免过载跳闸。
(3)用户侧。储能系统将储备的能量供应给终端用户,避免故障修复过程中的电能中断,即提高供电可靠性;在负荷端的储能系统能够在短期故障的情况下保持电能质量,减少负荷扰动对电能质量的影响。
三、可再生能源的发展需与储能发展同步
此次大停电的本质是电力系统“高可再生能源占比”与“低灵活性资源储备”的结构性矛盾爆发。若要防范下一轮大规模停电危机,需要“电力结构优化+储能规模化部署”双轮驱动,实现高比例可再生能源系统的安全经济运行。
1.在能源结构维度,应构建多能互补体系,适当保留燃气机组等灵活调节电源作为系统稳定器,而非全权依靠新能源装机,新能源装机规模应与系统调节能力匹配;
2.在电网建设层面,需加速构建具有韧性的智能电力网络,通过跨区域能源协同调度系统和人工智能预测技术,提升电网实时动态调峰能力;此外,在电网的升级改造推进中,储能,尤其是构网型储能的配置需要得到实质性的改变。
3.在机制设计领域,需建立容量市场与绿色证书交易协同机制,通过分时电价、辅助服务补偿等经济手段,避免恶性价格战导致系统备用容量不足。
本文来源:山哥新能源