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(le)兩次大范圍停電,古里水電站、變(bian)電站、變(bian)壓(ya)器、輸電線路(lu)都(dou)成為了(le)攻擊(ji)目標。
6月(yue)16日早7時許,阿根(gen)廷和烏拉圭。
阿根廷(ting)電(dian)力公司Edesur Argentina在推特表示,“由(you)于(yu)電(dian)力互(hu)聯系統大規模(mo)故障,導(dao)致阿根廷(ting)和烏拉圭全(quan)境(jing)停電(dian)。”巴西部(bu)分地區、巴拉圭和智利也受到波(bo)及。
7月13日傍(bang)晚6時47分,美國紐約。
曼哈(ha)頓(dun)中城和上西區出(chu)(chu)現大(da)面積停電,時代廣(guang)場、地鐵(tie)站、電影(ying)院、百貨(huo)公司等因(yin)停電原因(yin)陷(xian)入一(yi)片漆黑,部(bu)分地鐵(tie)線路暫停運營(ying),十(shi)字路口出(chu)(chu)現交通堵塞(sai)。
8月(yue)9日下午4點50分左右,英國。
英(ying)格蘭和威爾士的大片地區遭遇(yu)斷電,導致近100萬人在(zai)高峰時(shi)段受影響,交通信號燈被切斷,火車停運,航班停飛。
10月(yue)9日(ri),美國加利福尼亞州(zhou)。
作為旨在(zai)防止野火(huo)爆發的預防措(cuo)施,加州(zhou)最大的公(gong)用事業公(gong)司PG&E從(cong)10月(yue)9日凌晨(chen)開始,切斷(duan)(duan)加州(zhou)北部(bu)和中部(bu)的電(dian)力(li)供應,據(ju)媒體報道,影響近80萬(wan)用戶,經(jing)濟損失近25億(yi)美元。11月(yue),為防山火(huo),加州(zhou)部(bu)分地區(qu)再次斷(duan)(duan)電(dian)。
站在2019年年末回望(wang),我們不禁(jin)會想:2020年,世(shi)界(jie)能(neng)少經歷一些(xie)“黑暗時刻(ke)”嗎?
電力基礎設施衰老之痛
設備老(lao)舊、年久失修(xiu)是部(bu)分停電事(shi)故(gu)的主要原(yuan)因(yin)之一。
eo曾報道過,輸(shu)電(dian)網總長超過一萬七千公里的紐(niu)約電(dian)網有80%的線路建于1980年之前。美國能源部(DOE)統計,該國70%的輸(shu)電(dian)線路和電(dian)力變(bian)壓器運行年限在25年以上(shang),60%的斷路器運行年限超過30年。
最大的(de)挑戰(zhan)在(zai)(zai)于獲得建造新輸(shu)電線路的(de)許(xu)(xu)可。美(mei)國電網企業人士(shi)透露,在(zai)(zai)紐約建設線路需要(yao)(yao)(yao)取得多個(ge)許(xu)(xu)可證(zheng),包括選址、環境等。單(dan)從選址看(kan),紐約項(xiang)目同時需要(yao)(yao)(yao)美(mei)國能源部(bu)的(de)總統(tong)許(xu)(xu)可證(zheng)以及美(mei)國陸軍工程(cheng)團(tuan)許(xu)(xu)可證(zheng)。在(zai)(zai)佛蒙特州(zhou)還需要(yao)(yao)(yao)另外13個(ge)州(zhou)級許(xu)(xu)可證(zheng),且在(zai)(zai)申請許(xu)(xu)可之前,要(yao)(yao)(yao)與政界、社區委(wei)員會(hui)、當(dang)地利益相關(guan)者(zhe)以及環保團(tuan)體(ti)會(hui)面。“我們有(you)過(guo)200到250次會(hui)議”,上述人士(shi)指出。
建設資金也是一(yi)大難題。FERC Order1000意欲打(da)破基礎(chu)設施投資的(de)瓶頸,但依舊未能取得成(cheng)功,部分(fen)原(yuan)因在(zai)于(yu),沒(mei)有提出一(yi)種集中(zhong)的(de)方式將成(cheng)本(ben)分(fen)配給(gei)不同的(de)利益相關(guan)方,輸電線是每個(ge)人都想要的(de)一(yi)類資產,但沒(mei)有人愿(yuan)意為此付費。
時(shi)間(jian)成本(ben)更是高昂。由于美國各州電(dian)力(li)(li)市(shi)場化改革模式(shi)和進程不同(tong),電(dian)網(wang)管理(li)(li)體(ti)制(zhi)機制(zhi)及規范(fan)標準(zhun)也存在較大(da)差(cha)異,輸電(dian)網(wang)規劃、建(jian)設(she)和管理(li)(li)面臨跨州協調困難、輸電(dian)項(xiang)目審(shen)批(pi)程序復雜、審(shen)批(pi)時(shi)間(jian)長(chang)、獲批(pi)困難等問題,北美電(dian)力(li)(li)可靠性(xing)公司(NERC)的研(yan)究顯示(shi),美國輸電(dian)網(wang)項(xiang)目從許可、選址(zhi)到建(jian)設(she)通常需要(yao)7-10年時(shi)間(jian)。
“青黃不接(jie)”的(de)電力(li)基礎設施一時半會(hui)兒難以徹底改變,停電事件倒是觸發了用戶“自力(li)更生”。據媒體報道,加利(li)福尼亞公用事業委員會(hui)(CPUC)計劃(hua)(hua)在(zai)2024年(nian)之前將自發電激勵計劃(hua)(hua)(SGIP)總(zong)預算12億(yi)美元中(zhong)的(de)6.13億(yi)美元用于火(huo)災(zai)高風(feng)險用戶的(de)太陽能(neng)+儲能(neng)系(xi)統的(de)部(bu)署。
2020年,儲能會(hui)幫助衰老的電力系統闖(chuang)過(guo)難關嗎?
新能源帶來的系統性挑戰
2019年8月(yue)9日下午5點左(zuo)右英國發(fa)生的大(da)規模(mo)停電事故與(yu)可再生能源(yuan)蓬(peng)勃發(fa)展(zhan)給電力系(xi)統帶來的挑戰(zhan)不無關系(xi)。
根據8月20日(ri)英國(guo)(guo)天然氣和電(dian)力市場監管機構Ofgem(The Office of Gasand Electricity Markets)公布的“8月9日(ri)英格蘭和威爾(er)士停電(dian)事(shi)故的臨時性(xing)分(fen)析報(bao)告(Interim Report)”,雷擊(lightningstrike)是造成這次停電(dian)事(shi)故的起因。英國(guo)(guo)《衛報(bao)》報(bao)道,在事(shi)故發(fa)生時,英國(guo)(guo)國(guo)(guo)家電(dian)網只有1000MW備用電(dian)源,而實際功(gong)率缺口超(chao)過1300MW。
事(shi)故一(yi)出(chu),人們紛紛發問(wen),英(ying)國電網一(yi)次雷擊都“頂(ding)不(bu)住”?
相(xiang)關媒(mei)體報道,政(zheng)府能(neng)源政(zheng)策(ce)顧問Dieter Helm教授表示,停(ting)(ting)電(dian)本不(bu)應(ying)該(gai)發生,如果僅因為兩座發電(dian)廠(chang)停(ting)(ting)機導致停(ting)(ting)電(dian),那一定是(shi)出現(xian)了基礎性問題。
為了(le)減少(shao)碳排(pai)放,英(ying)(ying)國大力(li)發展可(ke)再(zai)生能源(yuan)。2018年數據(ju)顯示,在英(ying)(ying)國電(dian)力(li)供給中,燃氣發電(dian)占(zhan)比(bi)(bi)35.76%、可(ke)再(zai)生能源(yuan)占(zhan)比(bi)(bi)29.62%、核電(dian)占(zhan)比(bi)(bi)12.63%、互(hu)聯線路占(zhan)比(bi)(bi)6.05%、煤電(dian)占(zhan)比(bi)(bi)2.89%,其他占(zhan)比(bi)(bi)1.33%。這使得(de)管(guan)理(li)電(dian)力(li)系統變得(de)更為復雜(za),據(ju)《金(jin)融時報》報道(dao),盡管(guan)此次(ci)事故與海上風電(dian)場(chang)無(wu)關,但仍有分析(xi)人士認(ren)為,相比(bi)(bi)傳統的煤電(dian)、氣電(dian),海上風電(dian)場(chang)減少(shao)了(le)電(dian)力(li)系統的“慣(guan)量”,當出(chu)力(li)驟降時,電(dian)力(li)系統頻率更容易受到影響。
國內(nei)電力(li)系統研究所在(zai)事故發生后(hou)數天發布(bu)了一篇分(fen)析報告指出,對高風(feng)電滲(shen)透(tou)率下的(de)電網運行(xing)特性(特別是頻率響應特性)掌(zhang)握不夠、對電網安全運行(xing)裕度考慮(lv)不充(chong)分(fen),是本(ben)次事故的(de)間接原因。
文章同(tong)時提到,國內應(ying)(ying)加強含高比(bi)例新(xin)能源(yuan)電網的頻率特性(xing)研究(jiu),尤其(qi)是含高比(bi)例新(xin)能源(yuan)電網受擾后頻率響應(ying)(ying)的時空分(fen)布特性(xing),并校(xiao)核(he)其(qi)擾動是否會觸發其(qi)他設備二次脫網;確(que)(que)保風電機組涉(she)網性(xing)能達標;此外,在本(ben)次大(da)(da)停電中,抽(chou)蓄機組及時增加出力,阻止(zhi)了事故進(jin)一步擴大(da)(da),應(ying)(ying)加強對抽(chou)蓄機組的管理,確(que)(que)保其(qi)合(he)理配置及正確(que)(que)動作。
據eo了解(jie),英國這次(ci)大規(gui)模停(ting)電事故也間接促(cu)使(shi)國內考慮未來煤(mei)電的作用,比(bi)如(ru)為東部地區系(xi)統提供轉動慣量等。
一位業內人士(shi)總結說,世界范圍內,隨著能源(yuan)(yuan)(yuan)轉型的(de)不斷深入,新(xin)能源(yuan)(yuan)(yuan)的(de)發展(zhan)本身已(yi)經不是問題,未來挑戰都來自新(xin)能源(yuan)(yuan)(yuan)帶來的(de)問題。
設備“卡脖子”風險
自(zi)3月(yue)(yue)7日(ri)至3月(yue)(yue)27日(ri),委內瑞拉電(dian)(dian)(dian)網(wang)連續(xu)發生了(le)兩次大(da)范圍停電(dian)(dian)(dian),該國政(zheng)府(fu)兩次組織恢復(fu)電(dian)(dian)(dian)網(wang)。據國內外媒體深度(du)報道,委內瑞拉電(dian)(dian)(dian)網(wang)陸(lu)續(xu)遭受了(le)五輪攻擊,古(gu)里水電(dian)(dian)(dian)站、變電(dian)(dian)(dian)站、變壓器(qi)、輸(shu)電(dian)(dian)(dian)線(xian)路(lu)都成為了(le)攻擊目標。
綜合媒體及官方公布的(de)相(xiang)關(guan)信息,停電(dian)(dian)(dian)的(de)可能(neng)原(yuan)因(yin)(yin)除了人為破壞,火(huo)災引發(fa)線路跳閘(zha),電(dian)(dian)(dian)力系統設備老化等(deng),政(zheng)府(fu)方面曾表示這是(shi)敵對(dui)力量發(fa)動的(de)惡意襲(xi)擊(ji)。政(zheng)府(fu)發(fa)表聲(sheng)明稱,停電(dian)(dian)(dian)原(yuan)因(yin)(yin)是(shi)遭到古(gu)里水(shui)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)計(ji)算機系統中樞以及連接到加拉加斯(si)(首都)控制中樞遭受(shou)到網絡攻擊(ji)。
據(ju)了解,委內瑞拉停電事故中的(de)(de)(de)(de)古里水電站使用(yong)的(de)(de)(de)(de)電廠自動化系統采用(yong)了瑞典ABB公(gong)司的(de)(de)(de)(de)相關設備(bei)。eo曾報(bao)道過(guo),供電局的(de)(de)(de)(de)一(yi)位負責人在2019年9月3日成(cheng)果發布(bu)的(de)(de)(de)(de)媒體會(hui)上表示,盡管國內電力主(zhu)網輸變電設備(bei)的(de)(de)(de)(de)國產(chan)化率已(yi)達(da)到99%左右,但電力企業機(ji)房數據(ju)中心等(deng)信息系統設備(bei)的(de)(de)(de)(de)國產(chan)化率卻很低。
中(zhong)國電(dian)(dian)力(li)科學(xue)研究(jiu)院有(you)限公司信息通信研究(jiu)所副所長(chang)朱朝陽年中(zhong)撰文指出,我國應(ying)(ying)加強(qiang)對供應(ying)(ying)鏈安(an)全的(de)重視,提升芯(xin)片、存儲、操作系統、中(zhong)間件等的(de)研發(fa)能(neng)力(li),加快電(dian)(dian)力(li)監控系統關鍵(jian)安(an)全裝備升級換(huan)代,實現網絡(luo)安(an)全自主可控;強(qiang)化電(dian)(dian)力(li)監控系統本質安(an)全,提升電(dian)(dian)力(li)監控系統網絡(luo)安(an)全態勢感知與預(yu)測預(yu)警能(neng)力(li);培(pei)養一支素質高(gao)、技術過硬的(de)高(gao)端網絡(luo)安(an)全人才隊伍。
無論委內瑞拉大(da)停電事件真相(xiang)如何,對于國民經濟基礎部門(men)的(de)電力行業來(lai)說,設備的(de)國產替代需求已(yi)迅速(su)提上議程。