2019年,世界上陸續有5個國家和地區遭遇了短暫的黑暗“洗禮”。
3月(yue)7日(ri)至(zhi)3月(yue)27日(ri),委內瑞拉(la)。
連續發生了兩次大范圍停(ting)電,古里水電站、變電站、變壓(ya)器、輸電線路都成為了攻擊目標。
6月16日早7時許,阿根(gen)廷和(he)烏(wu)拉圭。
阿根廷電力公司Edesur Argentina在推特表(biao)示,“由于電力互聯系統大規模故(gu)障,導(dao)致(zhi)阿根廷和烏(wu)拉(la)圭全境停電。”巴(ba)(ba)西部分地區、巴(ba)(ba)拉(la)圭和智(zhi)利也(ye)受到(dao)波(bo)及。
7月(yue)13日傍(bang)晚6時47分,美國紐約。
曼哈頓中城和上西區(qu)出現大面積停電,時(shi)代(dai)廣場、地鐵(tie)站、電影院、百貨公司等因停電原因陷入一片漆黑,部分(fen)地鐵(tie)線路暫停運營,十字路口出現交通堵(du)塞。
8月9日下午(wu)4點50分(fen)左右,英國。
英格(ge)蘭(lan)和威爾士的(de)大片地(di)區遭遇斷(duan)電(dian),導致(zhi)近100萬人(ren)在高峰時段受影響,交通信號燈被(bei)切斷(duan),火車停運,航(hang)班停飛。
10月9日,美國加利福尼亞州。
作為旨在(zai)防(fang)止(zhi)野火爆發的預防(fang)措(cuo)施,加(jia)州(zhou)(zhou)最(zui)大的公(gong)用事業(ye)公(gong)司PG&E從(cong)10月9日凌晨開始,切(qie)斷(duan)加(jia)州(zhou)(zhou)北部和中部的電力(li)供(gong)應,據媒(mei)體報道(dao),影響(xiang)近(jin)80萬用戶,經濟損失近(jin)25億美元。11月,為防(fang)山火,加(jia)州(zhou)(zhou)部分(fen)地區再(zai)次斷(duan)電。
站(zhan)在2019年(nian)(nian)年(nian)(nian)末回望,我(wo)們不禁會(hui)想:2020年(nian)(nian),世界能少經歷一些“黑暗時刻”嗎?
電力基礎設施衰老之痛
設(she)備(bei)老舊(jiu)、年久失修是(shi)部分停電事故的(de)主(zhu)要原(yuan)因之一。
eo曾(ceng)報道過(guo),輸(shu)電網總長超過(guo)一萬七千公里的紐(niu)約電網有80%的線路建于1980年之前。美國能(neng)源部(DOE)統計(ji),該國70%的輸(shu)電線路和電力變壓(ya)器運行年限(xian)在(zai)25年以上,60%的斷路器運行年限(xian)超過(guo)30年。
最大的(de)挑戰在于獲(huo)得建造新輸(shu)電線路的(de)許(xu)可(ke)。美國電網企(qi)業人(ren)士透露,在紐約(yue)建設線路需要(yao)取得多個許(xu)可(ke)證(zheng)(zheng),包括選址、環(huan)境等。單從(cong)選址看,紐約(yue)項(xiang)目同時需要(yao)美國能源部(bu)的(de)總統許(xu)可(ke)證(zheng)(zheng)以(yi)及(ji)美國陸(lu)軍工程團(tuan)許(xu)可(ke)證(zheng)(zheng)。在佛蒙特州(zhou)還需要(yao)另外13個州(zhou)級許(xu)可(ke)證(zheng)(zheng),且在申請許(xu)可(ke)之前(qian),要(yao)與政界、社區委員會(hui)、當(dang)地利益相關(guan)者以(yi)及(ji)環(huan)保團(tuan)體(ti)會(hui)面。“我(wo)們(men)有過200到250次會(hui)議”,上述人(ren)士指出(chu)。
建設資(zi)(zi)金也是一大難題。FERC Order1000意欲打破基礎設施投資(zi)(zi)的瓶頸,但依舊未能(neng)取得(de)成(cheng)功,部分原因在于,沒有(you)提(ti)出一種集(ji)中(zhong)的方(fang)式將成(cheng)本(ben)分配給不同的利益相關方(fang),輸電線是每個人(ren)都想要的一類資(zi)(zi)產,但沒有(you)人(ren)愿意為此付費(fei)。
時(shi)間(jian)(jian)成(cheng)本更是高昂。由于美國各州電(dian)(dian)力(li)市(shi)場化改革模式和(he)進(jin)程不同(tong),電(dian)(dian)網管(guan)理體制(zhi)(zhi)機制(zhi)(zhi)及規范標準也(ye)存(cun)在較大差異,輸電(dian)(dian)網規劃、建設和(he)管(guan)理面臨跨州協調(diao)困(kun)難(nan)、輸電(dian)(dian)項目審批程序復(fu)雜、審批時(shi)間(jian)(jian)長、獲批困(kun)難(nan)等問題(ti),北美電(dian)(dian)力(li)可靠性公司(NERC)的研究顯示,美國輸電(dian)(dian)網項目從許可、選(xuan)址(zhi)到建設通常需要7-10年(nian)時(shi)間(jian)(jian)。
“青(qing)黃不接”的(de)(de)電力基礎設施一時半會兒(er)難(nan)以徹底(di)改變,停(ting)電事(shi)件倒是觸發(fa)(fa)了用戶(hu)“自力更生”。據(ju)媒體(ti)報道(dao),加利福尼(ni)亞公用事(shi)業委員會(CPUC)計(ji)劃(hua)在(zai)2024年之(zhi)前將自發(fa)(fa)電激勵計(ji)劃(hua)(SGIP)總預算12億(yi)美元中的(de)(de)6.13億(yi)美元用于火(huo)災高風險用戶(hu)的(de)(de)太陽(yang)能(neng)+儲能(neng)系統的(de)(de)部署。
2020年(nian),儲能會幫助衰(shuai)老的電力系統(tong)闖過難關嗎(ma)?
新能源帶來的系統性挑戰
2019年8月9日下午5點左右(you)英國發生(sheng)的大規模停電(dian)事故(gu)與可(ke)再生(sheng)能源蓬勃發展(zhan)給(gei)電(dian)力系(xi)統帶來的挑戰不無關(guan)系(xi)。
根據(ju)8月(yue)20日英(ying)(ying)國(guo)天然氣和電(dian)力市場監管機構(gou)Ofgem(The Office of Gasand Electricity Markets)公(gong)布(bu)的(de)(de)“8月(yue)9日英(ying)(ying)格蘭和威爾士停(ting)電(dian)事故的(de)(de)臨時(shi)(shi)性分析報(bao)(bao)告(Interim Report)”,雷擊(ji)(lightningstrike)是造成這次停(ting)電(dian)事故的(de)(de)起因(yin)。英(ying)(ying)國(guo)《衛報(bao)(bao)》報(bao)(bao)道,在事故發(fa)生時(shi)(shi),英(ying)(ying)國(guo)國(guo)家電(dian)網只有1000MW備用電(dian)源,而實(shi)際功率缺(que)口超過1300MW。
事(shi)故一(yi)出,人們紛紛發問,英國電網(wang)一(yi)次雷擊都(dou)“頂不(bu)住”?
相關媒(mei)體(ti)報道,政(zheng)府能源政(zheng)策顧(gu)問Dieter Helm教授表示,停電本不應該發(fa)生,如(ru)果僅因為(wei)兩座發(fa)電廠停機導致(zhi)停電,那一定是(shi)出(chu)現(xian)了基礎性問題。
為了減少碳排放,英國大(da)力(li)(li)(li)發(fa)展可再(zai)(zai)生能源。2018年數據(ju)顯(xian)示(shi),在(zai)英國電(dian)力(li)(li)(li)供給(gei)中,燃(ran)氣發(fa)電(dian)占(zhan)比(bi)(bi)35.76%、可再(zai)(zai)生能源占(zhan)比(bi)(bi)29.62%、核(he)電(dian)占(zhan)比(bi)(bi)12.63%、互聯線路(lu)占(zhan)比(bi)(bi)6.05%、煤電(dian)占(zhan)比(bi)(bi)2.89%,其他(ta)占(zhan)比(bi)(bi)1.33%。這使得(de)(de)管理電(dian)力(li)(li)(li)系(xi)統(tong)變得(de)(de)更為復(fu)雜,據(ju)《金融時報》報道,盡(jin)管此次事故與海上風電(dian)場(chang)無關,但仍有分(fen)析人士認(ren)為,相(xiang)比(bi)(bi)傳統(tong)的煤電(dian)、氣電(dian),海上風電(dian)場(chang)減少了電(dian)力(li)(li)(li)系(xi)統(tong)的“慣量(liang)”,當出力(li)(li)(li)驟降時,電(dian)力(li)(li)(li)系(xi)統(tong)頻率更容(rong)易受到影響。
國內(nei)電(dian)力系統研究所在事故發(fa)生后數(shu)天(tian)發(fa)布了一篇分(fen)析(xi)報告指(zhi)出,對高風(feng)電(dian)滲透(tou)率下(xia)的(de)電(dian)網運行(xing)(xing)特(te)性(特(te)別(bie)是頻率響應特(te)性)掌握不夠、對電(dian)網安全(quan)運行(xing)(xing)裕度考慮(lv)不充分(fen),是本次事故的(de)間接原因。
文章同時提(ti)到,國(guo)內(nei)應(ying)加強含高比例(li)新能(neng)(neng)源(yuan)電網(wang)的(de)頻率特性(xing)(xing)研究,尤其(qi)是(shi)含高比例(li)新能(neng)(neng)源(yuan)電網(wang)受(shou)擾(rao)后頻率響應(ying)的(de)時空分布特性(xing)(xing),并校核其(qi)擾(rao)動(dong)是(shi)否會觸發(fa)其(qi)他設備二(er)次脫網(wang);確保風電機組(zu)(zu)涉(she)網(wang)性(xing)(xing)能(neng)(neng)達標(biao);此外,在本次大(da)停電中(zhong),抽蓄機組(zu)(zu)及時增加出力,阻止了事故進一步(bu)擴(kuo)大(da),應(ying)加強對抽蓄機組(zu)(zu)的(de)管理(li),確保其(qi)合理(li)配置及正確動(dong)作。
據eo了解,英國這次大規(gui)模停電事故(gu)也間接(jie)促使國內(nei)考(kao)慮未(wei)來(lai)煤電的作用,比如(ru)為(wei)東(dong)部(bu)地區系統提(ti)供轉動慣量等。
一位業內人士(shi)總(zong)結說,世(shi)界范圍(wei)內,隨著(zhu)能(neng)(neng)源(yuan)轉型(xing)的不斷深入,新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)的發(fa)展本身已經不是問題(ti),未來挑(tiao)戰都來自新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)帶來的問題(ti)。
設備“卡脖子”風險
自(zi)3月7日(ri)至3月27日(ri),委(wei)內(nei)(nei)瑞(rui)拉(la)電(dian)網(wang)連續發生了兩次(ci)大范圍停電(dian),該國政(zheng)府(fu)兩次(ci)組織恢(hui)復電(dian)網(wang)。據國內(nei)(nei)外媒體(ti)深度報道,委(wei)內(nei)(nei)瑞(rui)拉(la)電(dian)網(wang)陸續遭(zao)受了五輪攻擊,古里水電(dian)站(zhan)、變電(dian)站(zhan)、變壓器(qi)、輸(shu)電(dian)線路(lu)都成為(wei)了攻擊目標。
綜合媒體及官方(fang)公布的相關信息,停電(dian)的可能(neng)原因除了人為破(po)壞(huai),火(huo)災引發線路(lu)跳閘,電(dian)力系統(tong)(tong)設備老化等,政(zheng)府方(fang)面曾(ceng)表(biao)(biao)示這是(shi)敵對力量發動的惡意襲擊。政(zheng)府發表(biao)(biao)聲明(ming)稱,停電(dian)原因是(shi)遭到古里水電(dian)站計算機系統(tong)(tong)中樞以及連(lian)接到加拉加斯(si)(首都)控制(zhi)中樞遭受(shou)到網(wang)絡攻擊。
據(ju)(ju)了(le)(le)解,委(wei)內瑞(rui)拉停電(dian)(dian)事故中(zhong)的(de)(de)古里水電(dian)(dian)站使用的(de)(de)電(dian)(dian)廠自動化系統采用了(le)(le)瑞(rui)典ABB公司的(de)(de)相關(guan)設備。eo曾報道過,供(gong)電(dian)(dian)局的(de)(de)一位負責(ze)人在2019年(nian)9月3日成(cheng)果發布的(de)(de)媒體會上表(biao)示,盡管國(guo)內電(dian)(dian)力主網(wang)輸變(bian)電(dian)(dian)設備的(de)(de)國(guo)產化率已達到99%左右,但電(dian)(dian)力企(qi)業機房數據(ju)(ju)中(zhong)心等(deng)信息系統設備的(de)(de)國(guo)產化率卻很(hen)低。
中(zhong)國電(dian)力(li)(li)科學(xue)研究院(yuan)有限公司(si)信(xin)息通信(xin)研究所(suo)副所(suo)長朱朝陽年中(zhong)撰文(wen)指(zhi)出,我國應加強(qiang)對供應鏈安(an)(an)全(quan)的重視(shi),提升芯片、存(cun)儲、操作(zuo)系統(tong)、中(zhong)間(jian)件等(deng)的研發能力(li)(li),加快電(dian)力(li)(li)監(jian)控系統(tong)關鍵安(an)(an)全(quan)裝備升級換(huan)代,實現網(wang)絡安(an)(an)全(quan)自(zi)主可控;強(qiang)化電(dian)力(li)(li)監(jian)控系統(tong)本(ben)質安(an)(an)全(quan),提升電(dian)力(li)(li)監(jian)控系統(tong)網(wang)絡安(an)(an)全(quan)態勢(shi)感知與預測預警能力(li)(li);培養一支素質高(gao)、技術(shu)過硬(ying)的高(gao)端網(wang)絡安(an)(an)全(quan)人(ren)才隊(dui)伍(wu)。
無論(lun)委內(nei)瑞(rui)拉大(da)停(ting)電事(shi)件真相如何,對于國(guo)民(min)經濟基礎(chu)部(bu)門的電力行業來說,設備的國(guo)產替代(dai)需求已(yi)迅速(su)提上議程(cheng)。