8月中旬,美國加州經(jīng)歷了19年來首次滾動(dòng)停電。加州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商發(fā)出警告,由于電網(wǎng)吃緊,需要采取分區(qū)滾動(dòng)式停電模式來防止電網(wǎng)崩潰。消息一出,引發(fā)關(guān)注。正值美國大選之際,這一話題瞬間被政治化。據(jù)媒體報(bào)道,停電事件中,超過100萬人失去了電力供應(yīng)。
目前的初步原因匯總顯示:停電是多種概率事件同時(shí)發(fā)生造成的,其中包括天然氣機(jī)組的宕機(jī);高溫天氣跨區(qū)聯(lián)絡(luò)線過熱限流,部分老化線路容量不足;風(fēng)電場(chǎng)宕機(jī)等等。系統(tǒng)調(diào)度與監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)于系統(tǒng)是否購置了足夠充足的備用仍舊存在認(rèn)定上的爭(zhēng)論。
上一次加州下令滾動(dòng)停電是在2001年能源危機(jī)期間。從1月到5月,發(fā)生多次停電,其中一次影響150多萬客戶,其原因是能源短缺和能源批發(fā)商操縱市場(chǎng)合力發(fā)揮作用的結(jié)果。
加州州長(zhǎng)紐森(Gavin Newsom)強(qiáng)調(diào),加州電力短缺是“不可接受的”。他將電力短缺歸因于加州從污染性的天然氣過渡到太陽能、風(fēng)力發(fā)電等“清潔”能源的結(jié)果,因?yàn)樘栂律街蠡驘o風(fēng)時(shí),無法發(fā)電。他承諾釋出更多能源,也將對(duì)電力短缺進(jìn)行全面調(diào)查。紐森表示,由于過去幾天創(chuàng)紀(jì)錄的高溫,用電需求大增,曝露出可再生能源的不足。
光伏發(fā)電出力特性會(huì)給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成巨大影響。截至2019年年底,美國加州光伏發(fā)電的裝機(jī)容量為2740萬千瓦,占美國光伏發(fā)電總裝機(jī)容量比例約36%,居全美第一。光伏發(fā)電量通常情況下占加州總發(fā)電量的比例約為20%。
在高比例光伏發(fā)電接入的情況下,加州凈負(fù)荷曲線為“鴨型”曲線,即負(fù)荷曲線在中午前后到達(dá)低點(diǎn),在15時(shí)之后開始上升,負(fù)荷曲線峰谷差大,這為加州電力調(diào)度帶來困難。
為此,加州一直非常重視需求響應(yīng)發(fā)展,通過相關(guān)激勵(lì)手段調(diào)動(dòng)負(fù)荷側(cè)靈活資源積極性,以解決電力供需矛盾。然而,此次罕見熱浪襲擊加州,加之疫情影響,居民大多居家,空調(diào)負(fù)荷等溫度調(diào)節(jié)負(fù)荷激增,大大激化了原有的電力供需矛盾。
本次加州輪流停電事件一方面說明,光伏發(fā)電、風(fēng)電等電源出力具有波動(dòng)性、反調(diào)峰性,對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成的威脅不可忽視。高比例新能源發(fā)電接入的情形下,亟須開展電力電子化電力系統(tǒng)穩(wěn)定性基礎(chǔ)分析、電力電子化電源的寬頻帶振蕩特性等基礎(chǔ)理論研究,完善電力系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)體系,突破海量超電磁暫態(tài)仿真技術(shù)瓶頸,提高電網(wǎng)仿真分析能力,支撐深度認(rèn)知電網(wǎng)特性。
另一方面,本次加州輪流停電事件中,高比例光伏發(fā)電接入、罕見高溫、疫情居家等多因素交織,充分表明在電網(wǎng)安全運(yùn)行中,考慮單一因素具有一定的局限性,多種情景疊加則進(jìn)一步考驗(yàn)電網(wǎng)供電能力。電網(wǎng)企業(yè)需在規(guī)劃、運(yùn)行、營(yíng)銷乃至應(yīng)急等環(huán)節(jié)充分考慮綜合因素,確保供電可靠。
隨著分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、新能源汽車等領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展,負(fù)荷側(cè)靈活資源有著極大的開發(fā)利用空間。我國經(jīng)過多年摸索,在負(fù)荷側(cè)靈活資源利用上取得了顯著成效。據(jù)相關(guān)研究,我國負(fù)荷側(cè)靈活資源超過2億千瓦,通過相關(guān)政策、機(jī)制挖掘這些資源價(jià)值,意義重大。
電力服務(wù)具有普惠特點(diǎn),涉及民生問題。本次加州輪流停電事件中,電力供需緊張?jiān)陔娏吧嫌文茉词袌?chǎng)上造成了一系列連鎖影響。電價(jià)快速上漲加重了防疫期間居民、企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展造成巨大影響。
反觀國內(nèi),在防控新冠肺炎疫情期間,電網(wǎng)企業(yè)主動(dòng)擔(dān)當(dāng),堅(jiān)決執(zhí)行國家降低電價(jià)政策,有力支撐“六穩(wěn)”“六?!蹦繕?biāo)實(shí)現(xiàn),充分體現(xiàn)出我國的制度優(yōu)勢(shì)。可見,我國電網(wǎng)健康發(fā)展需要堅(jiān)持制度自信,發(fā)揮“六個(gè)力量”,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和民生改善提供有力保障。