中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：4月28日中午12:30前后，伊比利亞半島電網(wǎng)在短短數(shù)秒內(nèi)瞬間掉落約15 GW發(fā)電量，瞬時(shí)跌幅相當(dāng)于西班牙、葡萄牙用電需求的60%，之后西班牙與葡萄牙大范圍“秒級(jí)斷電”滾雪球般蔓延，城市交通、醫(yī)療急救、通信基站幾近癱瘓。事件緣起何處？我們結(jié)合近兩天英文、德文和西班牙文能搜到的相對(duì)權(quán)威的29個(gè)新聞出處，從外因、內(nèi)因以及保護(hù)策略三個(gè)維度，淺析這次震驚世界的伊比利亞半島大停電事故的原因以及可能的解決方案。
01
外因觸發(fā)：高壓互聯(lián)線路意外脫網(wǎng)
當(dāng)日12:32分，連接法國(guó)與伊比利亞半島的關(guān)鍵高壓直流互聯(lián)線路突發(fā)故障。一瞬間，數(shù)千兆瓦跨境輸電通道被切斷，半島電網(wǎng)從歐洲主干網(wǎng)絡(luò)“跳島”運(yùn)行。孤島模式下，原本依賴互聯(lián)通道平衡的頻率與功率調(diào)節(jié)機(jī)制瞬間失衡，電壓攀升、頻率波動(dòng)急劇加劇，為后續(xù)連鎖跳閘埋下導(dǎo)火索。
02
內(nèi)因放大：慣量不足下的可再生能源脫網(wǎng)效應(yīng)
近年來(lái)，西班牙風(fēng)電與光伏裝機(jī)占比已逼近60%，傳統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)提供的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量持續(xù)萎縮。正是這種“慣量稀缺”，使得電網(wǎng)難以應(yīng)對(duì)突發(fā)的功率不平衡。事發(fā)時(shí)段，因互聯(lián)故障沖擊，一些光伏逆變器和風(fēng)電機(jī)組觸發(fā)“防孤島”保護(hù)，集體脫網(wǎng)超過10 GW。脫網(wǎng)潮一出，電網(wǎng)瞬間失去最后的頻率緩沖，剩余機(jī)組難以在零點(diǎn)之中尋找平衡，保護(hù)裝置被動(dòng)聯(lián)鎖，形成“雪球效應(yīng)”般的連鎖斷電。
03
保護(hù)策略：靈敏度與魯棒性的失衡
為確保電網(wǎng)安全，現(xiàn)有保護(hù)邏輯對(duì)頻率與電壓的偏差響應(yīng)極為迅速。然而，在“慣量低—波動(dòng)快”的新時(shí)代，傳統(tǒng)過度靈敏的保護(hù)參數(shù)并未同步升級(jí)，直接導(dǎo)致可靠電源被誤判為故障源而集體切除。業(yè)內(nèi)專家指出，保護(hù)邏輯亟須引入分層聯(lián)動(dòng)和動(dòng)態(tài)閾值，根據(jù)可再生滲透水平與實(shí)時(shí)慣量自動(dòng)調(diào)節(jié)，以避免“防護(hù)過度”。
04
如何避免大規(guī)模斷電事故
為盡量避免伊比利亞半島再次發(fā)生此類大停電事故，以下是可能的五個(gè)解決方案：
1. 重塑系統(tǒng)慣量
除了保留燃?xì)廨啓C(jī)和水電機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，還可在高壓節(jié)點(diǎn)部署大型飛輪和電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“虛擬慣量”在線支撐。
2. 優(yōu)化互聯(lián)冗余
加快西–法多通道直流互聯(lián)和南–北互聯(lián)項(xiàng)目建設(shè)，形成多條備用路徑，防止單點(diǎn)故障引發(fā)全網(wǎng)崩潰。
3. 革新保護(hù)邏輯
引入AI與大數(shù)據(jù)分析，對(duì)頻率、電壓、功率波動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)模型預(yù)測(cè)，動(dòng)態(tài)調(diào)整保護(hù)閾值；同時(shí)推行“區(qū)域微網(wǎng)隔離”策略，局部故障即時(shí)孤立。
4. 智能監(jiān)測(cè)與預(yù)警
借助SCADA和數(shù)字孿生技術(shù)，監(jiān)測(cè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的在線慣量、電壓波動(dòng)和逆變器運(yùn)行狀態(tài)，一旦數(shù)據(jù)偏離安全區(qū)間，即刻啟動(dòng)預(yù)警和自動(dòng)化調(diào)度。
5. 保留剛性備用
在新能源快速擴(kuò)容的同時(shí)，或可繼續(xù)保有一定規(guī)模的燃?xì)廨啓C(jī)和抽水蓄能，作為“最后一公里”剛性支撐，保證電力安全底線。
