电网脆弱性
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西葡大停电是偶然还是必然?
中国电力报· 2025-05-15 10:31
文章核心观点 - 欧洲伊比利亚半岛大规模停电事故并非偶然,而是全球能源绿色转型过程中,源网荷储发展失衡所酝酿的系统性危机的集中体现,揭示了传统电网在接入高比例可再生能源时面临的结构性脆弱问题 [1][6][9] 现代电网的固有脆弱性 - 现代电网是由物理电力和信息通信构成的复杂耦合网络系统,具有与生俱来的脆弱性 [1] - 电网已成为规模最大的人造网络系统,仅中国220千伏及以上输电线路在2023年底就超过92万千米,总里程超350万千米,形成数百万节点的复杂拓扑,高度互联特性易使局部故障扩散放大 [1] - 电力系统需遵循毫秒级动态平衡,电压偏差超过±10%或频率偏差超过±0.5赫兹就可能导致设备故障、系统不稳定甚至大面积停电 [1] - 电网设备直接暴露于自然环境,对极端天气、地质灾害、山火等高度敏感,这些灾害会造成物理破坏、设备过载或负荷突变,威胁系统稳定性 [2] 能源绿色转型加剧电网脆弱性 - 全球主要电网设计于以稳定电源(火电、水电、核电)为主的时代,难以适应可再生能源大规模接入带来的深度变革 [4] - 可再生能源(如风电、光伏)具有间歇性和波动性,其高比例接入使电网稳定运行难度飙升,调频和稳压难度呈指数级上升 [4] - 测试数据显示,当云层遮挡导致光伏发电骤降30%时,附近变电站电压瞬间下跌8.7% [4] - 电网中电子设备增多导致系统惯量下降,缺乏旋转备用惯量缓冲频率振荡,增大了频率失控导致崩溃的风险 [5] - 电子设备可能产生高频谐波引发共振损坏设备,且其依赖的远程数字控制系统存在响应延迟、参数失配或被篡改等风险,增加了新的安全风险场景 [5] 西葡大停电事故的必然性分析 - 事故发生时,西葡两国电力系统中可再生能源占比已超过八成,接近100%,电网处于脆弱顶点 [9] - 两国电网基础设施已运行超过30年,老化严重,缺乏有效应对可再生能源超高比例接入的物理保障 [9] - 传统电源退出过快,而电网级储能规模不足,导致电力系统实时平衡能力下降 [9] - 此次事故是能源转型失衡发展所酝酿的系统危机的一次集中体现,表面偶然,实为必然 [9] 应对挑战与投资方向 - 根本解决之道在于电网技术的持续创新,并建立面向新形势的管理、运行和监管体制机制 [7] - 当务之急是加大投资,加快电网级储能建设,将传统电网升级改造为足以消纳大规模、波动性强的可再生能源的新型韧性智慧电网 [7] - 国际能源署研究显示,为实现气候目标,到2030年全球电网投资规模需达到平均每年6000亿美元,其中配电网的数字化和现代化建设是投资重点 [8] 对中国的启示与样本意义 - 需重新审视能源快速转型过程中传统电源在电力系统运行中的重要作用,坚持“先立后破”原则 [10] - 需坚持全局观念和系统思维,持续增强新能源发展与能源、经济系统整体转型的匹配度 [10] - 全球能源转型已进入“无人区”,需加快科技、监管、市场机制、投融资等全方位创新,探索创造性解决方案,加快构建新型能源体系和新型电力系统 [10] - 应以此为样本,为全球能源转型提供中国经验、中国方案和中国智慧 [10]