8月中旬,美國加州經歷了19年來首次滾動停電。加州獨立系統運營商發出警告,由于電網吃緊,需要采取分區滾動式停電模式來防止電網崩潰。消息一出,引發關注。正值美國大選之際,這一話題瞬間被政治化。據媒體報道,停電事件中,超過100萬人失去了電力供應。
目前的初步原因匯總顯示:停電是多種概率事件同時發生造成的,其中包括天然氣機組的宕機;高溫天氣跨區聯絡線過熱限流,部分老化線路容量不足;風電場宕機等等。系統調度與監管機構對于系統是否購置了足夠充足的備用仍舊存在認定上的爭論。
上一次加州下令滾動停電是在2001年能源危機期間。從1月到5月,發生多次停電,其中一次影響150多萬客戶,其原因是能源短缺和能源批發商操縱市場合力發揮作用的結果。
加州州長紐森(Gavin Newsom)強調,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、風力發電等“清潔”能源的結果,因為太陽下山之后或無風時,無法發電。他承諾釋出更多能源,也將對電力短缺進行全面調查。紐森表示,由于過去幾天創紀錄的高溫,用電需求大增,曝露出可再生能源的不足。
光伏發電出力特性會給電網安全穩定運行造成巨大影響。截至2019年年底,美國加州光伏發電的裝機容量為2740萬千瓦,占美國光伏發電總裝機容量比例約36%,居全美第一。光伏發電量通常情況下占加州總發電量的比例約為20%。
在高比例光伏發電接入的情況下,加州凈負荷曲線為“鴨型”曲線,即負荷曲線在中午前后到達低點,在15時之后開始上升,負荷曲線峰谷差大,這為加州電力調度帶來困難。
為此,加州一直非常重視需求響應發展,通過相關激勵手段調動負荷側靈活資源積極性,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,空調負荷等溫度調節負荷激增,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,光伏發電、風電等電源出力具有波動性、反調峰性,對電網安全穩定運行造成的威脅不可忽視。高比例新能源發電接入的情形下,亟須開展電力電子化電力系統穩定性基礎分析、電力電子化電源的寬頻帶振蕩特性等基礎理論研究,完善電力系統穩定計算標準體系,突破海量超電磁暫態仿真技術瓶頸,提高電網仿真分析能力,支撐深度認知電網特性。
另一方面,本次加州輪流停電事件中,高比例光伏發電接入、罕見高溫、疫情居家等多因素交織,充分表明在電網安全運行中,考慮單一因素具有一定的局限性,多種情景疊加則進一步考驗電網供電能力。電網企業需在規劃、運行、營銷乃至應急等環節充分考慮綜合因素,確保供電可靠。
隨著分布式電源、儲能系統、新能源汽車等領域相關技術不斷發展,負荷側靈活資源有著極大的開發利用空間。我國經過多年摸索,在負荷側靈活資源利用上取得了顯著成效。據相關研究,我國負荷側靈活資源超過2億千瓦,通過相關政策、機制挖掘這些資源價值,意義重大。
電力服務具有普惠特點,涉及民生問題。本次加州輪流停電事件中,電力供需緊張在電力及上游能源市場上造成了一系列連鎖影響。電價快速上漲加重了防疫期間居民、企業的經濟負擔,對經濟社會發展造成巨大影響。
反觀國內,在防控新冠肺炎疫情期間,電網企業主動擔當,堅決執行國家降低電價政策,有力支撐“六穩”“六保”目標實現,充分體現出我國的制度優勢??梢?,我國電網健康發展需要堅持制度自信,發揮“六個力量”,為經濟社會發展和民生改善提供有力保障。