2025年4月28日中午,伊比利亚半岛的西班牙和葡萄牙突然遭遇了罕见的大规模停电。此次事件影响了近6000万人,涉及生活、交通、通信等多个领域的正常运行。初期,公众和部分专家将焦点放在新能源发电的稳定性上,认为高比例的太阳能与风能接入可能引发了电力系统的频率波动,最终导致停电。然而,随着时间的推移和调查的深入,越来越多的证据显示,停电的主要原因并非新能源本身,而是电力规章制度和无功功率管理不完善所致。 伊比利亚电网近年来经历了可再生能源比例的快速提升。截至2024年,西班牙风能和太阳能的发电占比达到43%,葡萄牙也达到了37%。
这样的能源结构转型无疑推动了低碳经济的发展,但也带来了电网运行的新挑战。传统的发电站通常能够提供电网所需的惯性支持和无功功率调节,有助于稳定电网的电压和频率。相比之下,大量直流连接的光伏太阳能和部分风电设备缺乏足够的惯性,需要依赖先进的电网形成(grid-forming)技术进行补偿,而目前这一技术尚未全面普及。 在此背景下,停电事件发生的当天,电网出现了异常的电压振荡现象。根据西班牙政府6月18日发布的初步调查结果显示,停电前后电网电压持续震荡,其中部分电厂未能按照合约要求提供无功功率控制,有的甚至错误地输出了无功功率,导致局部电压升高。随后,一些电厂未能在规定电压容忍范围内正常运行,纷纷跳闸,引发了连锁反应,最终导致电网整体失稳。
西班牙的电网运营规则中,尤其是现行已有超过25年历史的运行程序7.4显得陈旧,未能有效应对高比例分布式新能源带来的复杂无功功率流动和电压控制需求。 无功功率的概念可能较为专业,但它对于电网的稳定性至关重要。简单来说,在交流电系统中,电流与电压之间常常存在相位差,这种相位差所对应的功率即为无功功率。它并不消耗实际能量,却是建立和维持电网电压等级所必需的。传统发电厂通过调节机组的励磁系统,来调节无功功率输出,确保整个电网电压稳定。然而,在新能源特别是光伏发电大量接入的情况下,由于分布式发电点多且分散,无功功率的流向和数量变得更为复杂和难以预测,若无合适的管理和激励机制,容易出现电压异常或无功功率不平衡的风险。
令人关注的是,现有伊比利亚电网的法规对新能源发电厂在无功功率管理上的参与并无强制要求,甚至存在免除规定,这在高速新能源发展的今天显得极不合理。一些国际经验,如奥地利、德国和日本等已设立相关激励和约束机制,鼓励新能源和分布式电源积极参与无功功率调节,提升电网灵活性与稳定性。相较之下,伊比利亚半岛在该领域的规则滞后,未能同步新能源结构变化和技术进步,成为本次停电事故背后的制度短板。 另外,西班牙与葡萄牙与邻国之间的电网互联容量极低,约仅为整体装机容量的2%,远远低于欧洲联盟推荐的10%目标。低互联率限制了跨国电力调节和支援的能力,当局部电网出现异常时,难以通过外部资源快速缓解压力,导致故障风险加大。加强电网互联是破解电网韧性不足的关键方向之一。
储能系统也是缓解电网无功功率难题的重要手段。目前,西班牙仅拥有约3千兆瓦的电网级储能,面对近130千兆瓦装机容量,储能比例偏低。扩大储能规模,对消纳新能源、调节无功功率和稳定电压都有积极作用。与此同时,人工智能和高效决策支持技术的发展,也为未来实现更快速且精准的故障预警和响应方案提供了可能。葡萄牙的AI4RealNet项目即致力于通过AI技术帮助电网运营者在异常事件发生时迅速制定应对策略,防止故障级联带来大规模停电。 此次伊比利亚大停电事件清晰地揭示出,单纯将焦点放在新能源的不稳定性上,而忽视电网规章制度更新和无功功率管理创新,无法全面保障电力系统的安全运行。
电力系统的运营规则应当与技术进步和能源结构转型同步更新,并建立更加灵活和精准的无功功率调节机制,以适应高比例分布式新能源接入的新时代需求。 未来,伊比利亚电网必须加快改革步伐,推动旧运行程序7.4的及时更新,让新能源发电厂参与到无功功率管理中,建立合理的激励和处罚机制,提升电网抵御异常状态的能力。同时,加强与邻国的跨境电网连接,扩容电网级储能规模,促进技术创新和智能化运行管理,是保障区域电力安全不可或缺的路径。只有系统地完善规章制度和技术手段,才能防止类似停电事件再度发生,保障伊比利亚半岛乃至更广范围内能源转型和电力安全的平衡。 总的来说,伊比利亚大停电事件的教训深刻,启示人们应将关注焦点从新能源本身的波动性转向更为根本的电网规章和运行机制上。新能源是未来能源变革的关键,但其良好的融合和安全运行离不开现代化且科学合理的规章制度做支撑。
只有如此,电力系统才能真正实现绿色、智能和高效运行,推动可持续发展的美好未来。