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西班牙大停電2:全世界第一次在高比例可再生能源時黑啟動

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當(dāng)?shù)貢r間晚上22點(diǎn)53分左右,西班牙首相佩德羅·桑切斯再次向西班牙民眾發(fā)表講話,通報自上午12點(diǎn)32分以來西班牙陷入的大停電的最新情況。

桑切斯再次沒有接受媒體的提問,他首先指出,根據(jù)西班牙國家電網(wǎng)的數(shù)據(jù),近50%的電力供應(yīng)已經(jīng)恢復(fù)。在晚上20點(diǎn)35分時,運(yùn)營商提到恢復(fù)了35%的電力供應(yīng),因此如果考慮到專家所說的任務(wù)艱巨,這已經(jīng)是一個不錯的恢復(fù)速度了。到午夜0點(diǎn)時,據(jù)國家電網(wǎng)稱,已經(jīng)恢復(fù)了61.35%的電力供應(yīng)。

桑切斯仍未解釋停電的原因,但他確實(shí)提到了一些前所未有的數(shù)據(jù)。據(jù)國家電網(wǎng)告知他,“在今天上午12點(diǎn)33分,15吉瓦(GW)的發(fā)電量突然從系統(tǒng)中丟失。而且這一切僅在短短5秒內(nèi)發(fā)生”。

正如國家電網(wǎng)在當(dāng)天早些時候所指出的,以及其他專家所提到的那樣,桑切斯指出:“這種情況前所未有?!彼^續(xù)說道:“15吉瓦大約相當(dāng)于當(dāng)時全國需求的60%?!?/p>

停電后,原本預(yù)計的25.94吉瓦的需求量,實(shí)際需求量下降到14.18吉瓦,隨后又降至10.55吉瓦。

據(jù)西班牙國家電視臺24小時頻道的工業(yè)工程師、普羅克西馬能源公司董事豪爾赫·莫拉萊斯·德·拉布拉解釋,風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電廠“有一種所謂的電壓缺口保護(hù)裝置”。這意味著當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時,電壓缺口會導(dǎo)致“系統(tǒng)電壓在幾毫秒內(nèi)丟失”。根據(jù)莫拉萊斯·德·拉布拉的說法,一些主要生產(chǎn)可再生能源的發(fā)電設(shè)施,“在面對這種干擾時,會從電網(wǎng)中斷開連接”。

據(jù)這位工程師說,問題不在于斷開連接本身,“這是電網(wǎng)先前問題的自然后果。問題的根源在于先前的故障。如果電網(wǎng)先前出現(xiàn)了電壓缺口,15吉瓦的斷開是正常的”。當(dāng)時,光伏電能有17吉瓦左右,差不多就是丟失的那15吉瓦。

莫拉萊斯·德·拉布拉呼吁謹(jǐn)慎行事:“在其他停電事件中,我們花了數(shù)月時間才弄清楚發(fā)生了什么。我們談?wù)摰氖呛撩爰壍臅r間。在確定停電原因時,我們應(yīng)當(dāng)非常謹(jǐn)慎?!?/p>

如果最大的問題是“是什么導(dǎo)致了這種消失?”也就是莫拉萊斯·德·拉布拉提到的先前問題,那么答案仍然未知,據(jù)桑切斯說。“專家們還沒有確定是什么原因?!闭缢裉焐衔缣岬降?,他強(qiáng)調(diào)正在分析所有可能的原因,“不排除任何假設(shè),任何可能性”。不過,關(guān)于網(wǎng)絡(luò)攻擊的可能性,他提醒說歐盟已經(jīng)排除了這種可能。

葡萄牙一家電力運(yùn)營商將問題歸因于一種“由大氣振動引起的”現(xiàn)象,這是一種由伊比利亞半島內(nèi)部極端溫度變化引發(fā)的奇怪現(xiàn)象。在缺乏官方確認(rèn)的情況下,這可能帶來的后果是電網(wǎng)頻率下降了0.15赫茲,而歐洲電網(wǎng)的正常頻率通常固定在50赫茲。

與此同時,西班牙國家電網(wǎng)預(yù)計恢復(fù)服務(wù)需要“6到10小時”,而葡萄牙的運(yùn)營商則更為悲觀,聲稱“恢復(fù)正??赡苄枰L達(dá)一周的時間”。

正如西班牙國家電網(wǎng)在最初的聲明之一中解釋的那樣,西班牙正面臨一個“異常且前所未有的”事件。正如在電力行業(yè)工作了20年的英國電氣工程師西蒙·加拉赫所說:“我不認(rèn)為以前曾經(jīng)嘗試過對一個如此依賴太陽能(光伏)的大型電網(wǎng)進(jìn)行重新供電?!?/p>

電氣分析師約翰·肯普也指出:“沒有人嘗試過在像伊比利亞這樣高度依賴可再生能源的電網(wǎng)中進(jìn)行黑啟動。有限的熱電機(jī)組將使恢復(fù)速度和頻率控制變得困難?!?/p>

加拉赫指出,大多數(shù)應(yīng)急計劃都是基于以天然氣或煤炭發(fā)電廠為主的情況制定的,而沒有考慮到可再生能源在我們電網(wǎng)中的重要性。

加拉赫表示,緩慢的恢復(fù)是合理的,因為需要處理許多關(guān)鍵因素。

首先,必須非常謹(jǐn)慎地操作,花大量時間來識別系統(tǒng)中哪些部分是正常的:哪些是關(guān)閉的,哪些是開啟的,哪些設(shè)備受損等。這是一個需要手動完成的過程。

第二個關(guān)鍵是必須逐步重新激活系統(tǒng)。重新供電的過程需要確保每個加入系統(tǒng)的部分都能正常運(yùn)行。盡管現(xiàn)在是2025年,但很多時候仍然需要工程師親自前往變電站,手動操作開關(guān)。

在啟動時,必須像對待“島嶼”一樣逐步重新激活國家的不同地區(qū),即相互隔離的小型電網(wǎng)。在西班牙,國家電網(wǎng)有一些這樣的“島嶼”,例如阿拉貢-加泰羅尼亞、加利西亞-萊昂或杜羅-法國軸線。

如果過快地連接大量負(fù)載,這些“島嶼”可能會使發(fā)電機(jī)過載并再次崩潰。加拉赫解釋說,從全面停電中恢復(fù)的過程非常復(fù)雜,因為發(fā)電機(jī)在停電后重新啟動時的負(fù)載將非常大。

為了讓這些“島嶼”與其他島嶼整合,必須使它們之間同步,確保它們以相同的頻率和電壓運(yùn)行。這同樣需要極度謹(jǐn)慎,并且耗時。

與此相關(guān)的是,向電網(wǎng)注入電力的速度也必須控制,因為如果速度過快,電力系統(tǒng)可能會再次不穩(wěn)定(頻率的突然變化是導(dǎo)致第一次停電的原因),從而影響電網(wǎng)正常運(yùn)行所需的50赫茲頻率。

加拉赫指出,西班牙電力系統(tǒng)的一個問題是太陽能發(fā)電沒有慣性,也就是說,它無法幫助穩(wěn)定頻率,這是必不可少的要求,也無法啟動已斷開的電網(wǎng)。因此,必須依賴天然氣和煤炭發(fā)電廠,它們必須在沒有其他幫助的情況下自行啟動,這是一個緩慢且資源密集型的過程。

另一個延長恢復(fù)時間的問題是,變電站的電池在停電后一直在工作,現(xiàn)在開始耗盡。這意味著,如前所述,無法遠(yuǎn)程供電,即使工程師親自前往變電站,也會有問題,因為需要基本電力來維持保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行。

自問題發(fā)生以來,西班牙開始與法國和摩洛哥當(dāng)局合作,他們協(xié)助重新啟動伊比利亞半島南部和北部的區(qū)域。

據(jù)國家電網(wǎng)稱,除了這種外部援助外,西班牙還擁有能夠自主啟動的水電站,如之前所述,無需其他幫助。在講話中,桑切斯還提到了聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠的使用。

據(jù)工業(yè)工程師、普羅克西馬能源公司董事豪爾赫·莫拉萊斯·德·拉布拉在西班牙國家電視臺24小時頻道上解釋,“聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠是盡快恢復(fù)的關(guān)鍵。從今天下午的零電量開始,我們現(xiàn)在已經(jīng)有4吉瓦的電力,相當(dāng)于早上8點(diǎn)時的電量。我們還可以進(jìn)一步增加,可以達(dá)到20吉瓦。水電站也在快速增加電量。它們是第一批連接的,目前我們已經(jīng)有5吉瓦的水電能源”。

根據(jù)核安全委員會的說法,到午夜0點(diǎn)50分,阿爾馬拉茲(卡塞雷斯)和科夫倫特斯(巴倫西亞)核電站的外部電力供應(yīng)已經(jīng)恢復(fù),盡管仍處于預(yù)警狀態(tài)。阿斯科和范德洛斯(塔拉戈納)核電站也恢復(fù)了穩(wěn)定的外部電力供應(yīng),因此不再處于預(yù)警狀態(tài)。

目前,它們尚未參與發(fā)電,但預(yù)計明天隨著正?;幕謴?fù),它們將開始發(fā)電。豪爾赫·莫拉萊斯·德·拉布拉預(yù)測,“不久后,核電站將開始提供服務(wù)。它們需要超過12小時才能達(dá)到其功率的代表性負(fù)載,但它們已經(jīng)開始啟動,我們將在幾小時內(nèi)看到核能發(fā)電。這將有助于最終穩(wěn)定電網(wǎng)”。

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