封面新聞記者 楊博
近日,西班牙、葡萄牙突發罕見的大規模停電,數百萬人受到影響。停電導致上述地區陷入黑暗,交通和通信服務直接癱瘓,不少民眾搶購物資以備不時之需。這也是歐洲近年來最為嚴重的停電事故。當地時間4月29日,西班牙電網公司表示,全國超過99%的電力供應已恢復。
為何會發生如此大規模停電?該如何防范?4月29日,封面新聞采訪了德國國家工程院院士、天府永興實驗室首席科學家雷憲章。
停電可能是輸電網發生重大故障 或與新能源電力有關
“雖然目前停電事故的具體原因還未發布,但可以肯定的是西歐地區輸電網發生了重大故障問題。” 雷憲章說,這次停電事故規模很大,肯定不僅僅局限于配電網或者微電網級別。電網系統具有實時平衡特性,輸電網發生故障后,就會導致電壓波動和頻率不穩定。特別是歐洲近年大規模發展新能源電力,在電壓波動加劇的情況下,新能源連帶發生了連鎖退出的問題,導致事故影響進一步擴大化。也不能完全排除系統遭遇外部攻擊等特殊情況。
他介紹,電網系統是一個由發電電源、輸電網絡、用電負荷、調峰儲能構成的“源網荷儲”復雜巨系統,其中輸電網絡是鏈接電源、負荷、儲能的“中間橋梁”。電網系統總體需要維持實時平衡特性,而風光新能源具有“看天吃飯”的波動性,用電負荷也是每時每刻波動變化的,這也成為一個“不穩定因素”,解決電網的波動性和平衡性始終是電力工作者面臨的重大挑戰。
恢復供電需要“重啟”整個電力系統
如此大規模的停電,該如何恢復電力呢?雷憲章說,需要輸電網連帶配電網、微電網整個電力系統恢復功能,就是業界俗稱的“黑啟動”。但是黑啟動不是一個簡單的技術問題,它涉及比較復雜的控制和平衡策略,而且各國電網系統本身對于黑啟動經驗都相對偏少。
他進一步解釋,黑啟動需要考慮有功功率平衡、無功功率平衡、頻率和電壓控制、負荷過載等工程實踐問題,如果操作決策失誤甚至還會連帶產生更大規模的停電事故。一般來說,能夠較好實時響應電網平衡需求的燃煤發電、天然氣發電和抽水蓄能發電,是黑啟動時電源端的最優選擇。
他分析,這次大停電很可能就是因為某個突發故障導致電網無法實時平衡,從而導致輸電網癱瘓,同時由于輸電網癱瘓進而導致配電網、微電網失去電源出力而癱瘓,因電網實時平衡需求進而導致發電電源的風光電力、核電陸續退出電源出力,連鎖反應疊加造成了持續的停電事故。同時,由于大停電的黑啟動恢復是一個復雜的工程實踐問題,因此電網系統查找問題、制定策略、逐步恢復平衡也耗費了較長時間,多種因素疊加交織和連鎖反應最終釀成了此次西歐大停電事故。
嚴重停電事故對城市、市民造成很大影響
“對于普通市民來說,嚴重、時間較長的停電事故,往往來源于輸電網的突發故障,或是戰爭、災害等極端情況導致的輸電網受損,可能直接影響醫療機構、民航鐵路、建筑單元等電力供應,對正常工作、學習、生活影響很大。”雷憲章說,比如街道上紅綠燈突然全部失去顯示,導致道路交通混亂和堵塞;電梯突然停運導致民眾被困其中,需要應急救援;或因停電引發社會恐慌,民眾涌入商店將食物、飲用水等一掃而空等,一次小規模停電的停電都會對正常生活、社會運轉造成較大影響。
他說,這次事故的討論還在持續升溫之中,他相信這次事故一定會給全球所有電力工作者帶來很多檢討和反思,也啟示我們一定要居安思危、未雨綢繆,始終把極端情況、特殊情況下能源電力的供應問題,作為一個事關安全和發展的戰略問題來認真對待考慮。
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