西班牙大停电对上海能源电力安全的启示
核心观点
2025年4月28日,西班牙和葡萄牙突发的大范围停电事故,为全球正处于能源转型关键时期的超大城市能源安全敲响了警钟。此次事故本质是电力系统“源、网、荷、储”各环节基础薄弱在极端事件诱发下导致的全面崩溃。深入剖析此次事故,对于正在大力推进绿色低碳转型、能源消费具有高强度特征和高稳定性要求的上海而言,具有极其重要和紧迫的警示与启示意义。
一、事故本质:极端天气诱发的系统性崩溃,根源在于能源转型期结构性脆弱
首先,电源结构失衡,系统调节能力与惯量严重不足。西班牙2024年可再生能源发电量占比已达56%,装机占比高达64%,事故发生时伊比利亚电网约80%的电力由风能和太阳能供给。传统化石能源和核电机组的过快退役,使电力系统失去了提供稳定基荷和灵活调节的“压舱石”。系统惯量水平急剧下降,对功率波动的抗冲击能力显著减弱,一旦遭遇光伏出力骤降等剧烈变化,频率失稳风险极大。
其次,电网结构孤立,区域互联互济能力欠缺。西班牙-葡萄牙电网作为“能源孤岛”,仅通过容量有限的线路与欧洲主网(法国)相连,跨境联络线容量远未达到欧盟目标。当故障发生时,电网无法获得外部紧急功率支援,内部又缺乏有效的分层分区控制策略,导致局部故障未能被隔离,反而引发级联失效,最终造成全网崩溃。
再次,调度监控滞后,难以适应分布式新能源特性。电网运营商对海量接入的分布式新能源缺乏实时、有效的监控数据,导致调度中心对全网功率流的洞察力和控制力下降。事故前一周内已多次出现电压异常和潮流波动预警,但未能及时有效处置。
此外,储能建设严重滞后,灵活调节资源极度匮乏。西班牙全网储能容量仅占电力需求的0.3%,远不足以缓冲可再生能源的出力波动。这种“发得出、储不住”的局面,使电网在应对长短周期波动时弹性不足,甚至在可再生能源实现全天候100%供电后仅12天就因调节能力缺失而引发大停电,教训深刻。
二、对上海的核心启示与应对策略
一是必须稳固本地电源“压舱石”作用,确保转型期调节能力。上海当前电源结构以煤电、燃气为主(占比超77%),调节余地相对充裕,但未来清洁化转型中,本地常规电源支撑压力将不断增加。必须统筹好煤电机组的优化改造、延寿与合理的经济补偿机制,适度发展具有快速启停特性的燃气调峰电厂,增强电源结构的整体灵活性与韧性,以应对各类极端情况下的顶峰填谷需求。
二是必须强化电网结构与区域互联,构建坚强外部支援体系。上海电网存在潜在风险:如进沪输电通道多回同时受损的可能性、局部电网在高峰时段接近满载运行、以及配电网接入分布式能源后带来的控制难题。因此,须加快华东特高压环网和跨区输电通道建设,增加进沪线路的冗余度和可靠性。本地电网需完善分层分区运行与控制策略,确保在极端情况下能够快速隔离故障,避免局部问题演变为全域停电灾难。
三是必须建立健全智慧调度与全景监控体系,提升实时洞察与自愈能力。上海需加快建设覆盖“发、输、配、用”各环节的全景态势感知平台,解决分布式能源“不可观、不可控”的问题。深化电力市场机制建设,通过价格信号激励用户侧积极参与需求响应和削峰填谷。引入人工智能、大数据等智能技术,提升电网对异常工况的预警、诊断和自愈能力。
四是必须加快多元储能与灵活资源布局,增强系统应对波动的弹性。应加大电网侧大型电化学储能电站的建设力度,发挥其快速响应优势,用于峰谷平衡和紧急备用。积极推动用户侧储能应用,形成规模化的分布式调峰能力。依托长三角一体化优势,联合谋划和共享区域抽水蓄能资源。
五是必须健全极端情景应急恢复体系,强化底线思维与实战能力。上海在应对常规突发事件方面积累了丰富经验,但对于极端情况下的大面积停电风险,仍需强化准备。应制定并不断完善分级分类的大面积停电应急预案,定期组织涵盖电网大扰动、黑启动等场景的实战化演练,明确政府、企业、关键用户各方职责与协同流程。
研究领域
