西班牙-葡萄牙停電:為何電網重啓如此困難 - 彭博社
Rachel Morison
4月28日,葡萄牙里斯本大停電期間,滯留在里斯本機場的旅客。
攝影師:Zed Jameson/彭博社這是電網運營商預案中最糟糕的情況,他們希望永遠不要遇到。歐洲十多年來最嚴重的停電事故之一發生後,西班牙和葡萄牙的電網運營商正試圖從零開始恢復電網運行。
電網運營商Red Electrica最初估計,西班牙全面恢復供電可能需要6到10小時。但到週一晚間,這一預測顯得過於樂觀——根據電網數據,馬德里時間晚上9點,電網需求為173億瓦,僅為停電前需求量的三分之二左右。
目前尚不清楚最初故障的原因,也不明白為何會如此劇烈地演變為大面積停電。但值得注意的是,當歐洲各國政府和電網運營商因可再生能源在能源結構中的佔比越來越大而忙於解決電網韌性問題時,西班牙一直是推廣風能和太陽能的領先國家之一。
歷史性大停電後 西班牙電力正緩慢恢復
來源:Red Electrica
黑啓動
當整個電網出現故障時,需要通過稱為"黑啓動"的複雜程序逐步恢復電網。該過程中,通常使用小型柴油發電機啓動大型發電機,形成電力"孤島",再通過主輸電網絡相互連接,逐步恢復整個電網。
歐洲法規要求電網定期測試其黑啓動能力,因此運營商應遵循明確的預案。但這一過程既費時又複雜。
“這些分散的電力孤島隨後需要全部重新同步,“英國網絡服務公司董事總經理西蒙·加拉格爾在領英發文中表示,“這絕非易事,需要時間且必須高度受控。”
醫院等關鍵設施通常配備柴油發電機和燃料儲備作為現場備用電源。數據中心等其他商業機構也會付費配置應急備用發電機和電池以確保供電安全。
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頻率因素
截至目前,關於事故原因的唯一信息來自電網運營商Red Electrica的聲明,稱停電是由"振盪"引起,這表明電網頻率或電壓出現紊亂——這兩者都是維持電網穩定的關鍵指標。通常穩定在50赫茲左右的頻率就像是電網的心跳。
頻率監測專業機構Gridradar表示,其在西班牙正午時分(即大停電發生前)監測到頻率急劇波動。此類振盪可能引發連鎖反應,最終導致電網崩潰。
尚不清楚最初擾動的原因。但當時可再生能源發電佔比過高可能加劇了問題。為維持正確頻率和系統穩定,電網需要火電廠旋轉渦輪產生的動能支撐,而風電機組或太陽能板無法提供這種動能,因此西班牙和葡萄牙仍需保持煤電、氣電或水電機組併網運行。
鬆散的電網互聯
西班牙的另一大弱點是缺乏跨國電力互聯設施,這意味着該國與鄰國之間沒有鋪設大量高壓輸電電纜。這些允許電力進出口的線路在歐洲被視為增強能源安全的重要途徑。
對西班牙而言,這導致其在陽光充足等發電過剩時段,僅有少數電力外送通道;而當電力供應不足時,鄰國可提供的支援選項也極為有限。
歷史大停電事件
電網全面崩潰極為罕見,運營商通常會採取包括輪流限電在內的所有措施來保護系統。
歐洲上次發生如此規模的停電是在2006年,當時故障導致奧地利、比利時、法國、德國、意大利、葡萄牙和西班牙約1500萬户家庭斷電。
此後該地區可再生能源裝機激增,使得電網運營商在晴風天氣平衡電力供需波動的難度顯著增加。
2021年2月得州極寒天氣期間,頻率失調是造成大停電的主因。冰凍天氣迫使天然氣電廠集體脱網,導致系統頻率驟降並引發其他發電機組連鎖跳閘,最終釀成災難性斷電事故。