欧洲突发大停电:高比例新能源叠加电网设施老旧,原因仍在调查中
光伏智库
4月28日,西班牙和葡萄牙部分区域发生大范围停电事故,影响超过5000万伊比利亚半岛民众,交通、通信、医疗等关键领域一度瘫痪,法国南部等周边地区也受短暂波及。
截至当地时间21时左右,持续了将近10个小时的停电才开始结束,各地电力逐步恢复。但在西班牙,不少民众已经开始抢购物资。
据葡萄牙媒体报道,此次停电是因为欧洲电网出现问题,进而影响了葡萄牙电网。葡萄牙国家能源网公司表示,必要时可能会对某些特定区域进行断电,以保证电网稳定,供电服务目前正在逐步恢复。
对于本次停电的具体原因,目前尚未调查清楚。但根据多家欧洲媒体报道,直接原因系法国南部与西班牙之间的高压输电线路发生火灾,导致法国向伊比利亚半岛的电力输出中断。这一故障引发了电网的连锁反应,导致葡萄牙和西班牙多个地区的电力供应中断。
但也有信息显示,由于当地突发恶劣天气,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%。
据西班牙国家电网公司Red Eléctrica官网的运行数据显示,当天中午十二点半左右,西班牙电网负荷从大约2500万千瓦骤降至约1400万千瓦,随后一小时内进一步下降至约1000万千瓦,截至发稿,负荷缓慢恢复至约1200万千瓦,仍有大量电力供应没有恢复。
数据显示,当时光伏出力1934万千瓦,风电出力341.6万千瓦,核电出力338.4万千瓦,水电含抽蓄出力317.2万千瓦。当日伊比利亚半岛风速骤降30%,光伏因阴天出力减少,电网瞬间失去15%的电力供应。葡萄牙电网中23%的变电站设备已超30年未更新,马德里关键输电线路的负载率常年超过90%。
西班牙工业工程师、普罗克西马能源公司董事豪尔赫·莫拉莱斯·德·拉布拉解释,风力发电和光伏发电厂“有一种所谓的电压缺口保护装置”。这意味着当电网发生故障时,电压缺口会导致“系统电压在几毫秒内丢失”。当时,光伏电能有17吉瓦左右,差不多就是丢失的那15吉瓦。
值得一提的是,这场灾难性停电发生在西班牙刚刚庆祝其国家电网"首次在工作日实现100%可再生能源运行"仅仅6天之后,引发了对能源转型的稳定性和可行性的质疑。
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。此外,电网老旧和改造缓慢,转动惯量不足,不能有效的适应新能源为主体的电源体系。
该人士表示,从可能的触法路径看,新能源出力大幅波动,扰乱了电力系统的频率和出力曲线相位等,导致了系统出现紊乱且不能有效调节,出现了停电。
从整个系统的角度看,西班牙在某些时间实现了100%清洁供电,在电源端实现转型后,电网老旧和改造比较慢,成为了整个电力系统中最“薄弱”的一环。
从后续可能方向看,电网的升级改造推进,储能尤其是构网型储能的配置,同步电机电源比如燃气发电的增加等。
28日晚间,西班牙首相桑切斯宣布该国已恢复约50%的供电,政府的目标是在29日全面恢复电力供应。
但对于重新恢复供电,电气分析师约翰·肯普也指出:“没有人尝试过在像伊比利亚这样高度依赖可再生能源的电网中进行黑启动。有限的热电机组将使恢复速度和频率控制变得困难。”
此外,如果过快地连接大量负载,这些“岛屿”可能会使发电机过载并再次崩溃。向电网注入电力的速度也必须控制,因为如果速度过快,电力系统可能会再次不稳定。
英国电气工程师西蒙·加拉赫表示,西班牙电力系统的一个问题是太阳能发电没有惯性,也就是说,它无法帮助稳定频率,这是必不可少的要求,也无法启动已断开的电网。因此,必须依赖天然气和煤炭发电厂,它们必须在没有其他帮助的情况下自行启动,这是一个缓慢且资源密集型的过程。