数字储能网讯：

当能源安全遭遇“致命软肋”

——多角度看西葡大停电

交通瘫痪、通信中断、公共服务停滞、超市货架3小时被抢空……就在西班牙电网首次实现100%可再生能源全天运行的第6天，一场突如其来的事故打破了伊比利亚半岛的平静。当地时间4月28日，西班牙、葡萄牙及法国南部部分地区发生大规模停电事故，数以千万计的民众受到影响。据悉，欧洲上一次发生如此大规模停电事故还要追溯到2006年11月，彼时长达两小时的停电事故波及超1000万人，而此次的持续时间远远超过了当时。这场被称为“欧洲十年来最严重的停电事故”，暴露出可再生能源占比过高、电网惯量不足、跨国输电薄弱等致命短板，不仅敲响了全球能源体系变革的警钟，也为我国能源转型提供了镜鉴。

西葡大停电时间线

4月28日

12:32

西班牙巴新克地区率先断电，15分钟内蔓延至西班牙全境。

13:00

葡萄牙电网因西班牙电压异常波动而会面瘫痪。

13:45

西班牙国家电力公司相关负责人在新闻发布会上称，本次停电归因于“电网线路中产生的非常强烈的振荡”，进而导致“伊比利亚半岛的电力系统已与欧洲其他电网解列”。对此，西班牙国家电力公司高管表示，会面恢电力供应仍需6~10小时。

17:10

伊比利亚半岛用电量达到1238 万千瓦，这意味着当时预测的2390万千瓦电力需求已恢复了50%以上。

23:00

伊比利亚半岛51%的电力负荷已经恢复(1284.7万千瓦)，输电网中70%的变电站已恢复供电。接下来几个小时内，电力部门计划通过三个渠道恢复供电：与法国和摩洛哥互联的电网系统、燃气联合循环电站以及水电站。

4月29日

0:00

伊比利亚半岛61.35%的电力负荷已经恢复(1407.4万千瓦)，输电网中78%的变电站已通电。

7:00

西班牙国家电力公司报告称，已恢复99.95%的电力负荷(2579.4万千瓦)。输电网中全部680个变电站已恢复运行。

11:00

西班牙电力供应商说，该国电力系统运行正常，几乎所有用户恢复供电。葡萄牙国家能源网公司说，该国所有用户电力供应恢复。

西葡大停电是偶然还是必然？

国网能源研究院有限公司 苗中泉 菅泳仿 毛吉康

4月28日，欧洲伊比利亚半岛发生大规模停电事故。在全球能源转型持续深入推进的背景下，该事件究竟是偶然现象，还是带有某种阶段性的必然？

现代电网具有天然的脆弱性

作为现代社会最重要的能源基础设施之一，电网的安全稳定运行关乎国计民生，实为“国之大者”。但现代电网已经发展为由物理电力和信息通信构成的复杂耦合网络系统，具有与生俱来的脆弱性。

现代电网已经成为有史以来规模最大的人造网络系统，而电网具有超大规模网络内生的级联故障风险。以我国为例，到2023年底，我国仅220千伏及以上的输电线路就已超过92万千米，电网运营线路总里程超过350万千米，形成多达数百万节点的复杂拓扑结构。稍有不慎，高度互联特性就会使得局部故障扩散、放大至区域甚至跨区电网，造成不可估量的损失。

电网受实时平衡的物理约束，对电压、频率的扰动极为敏感。为保障电力供应，电力系统需遵循严格的能量守恒定律，发电与用电必须实现毫秒级动态平衡。国内外案例显示，电压偏差超过±10%或频率偏差超过±0.5赫兹，都可能导致设备故障或系统不稳定，严重者甚至可能导致部分电网解列或大面积停电。

电网设备绝大多数直接暴露于自然环境中，对环境变化的敏感性极高，倍增其系统的脆弱性。极端天气、地质灾害，以及高空电磁脉冲、山火等灾害，都可能导致输电线路断裂、设备损坏、系统失衡。这些环境灾害既会直接给输电线路、杆塔、变电站等电网基础设施造成物理破坏，也会因为高温、雷电等造成电网设备过载或绝缘失效，增大运行压力，提升故障率，还会通过引发电网负荷的突变导致更频繁的电网频率和电压的扰动，威胁系统运行的稳定性。

能源绿色转型进一步加剧

现阶段电网的脆弱性

欧美发达国家的电网普遍建成于20世纪70年代到90年代，新兴经济体的电网系统主体建成于21世纪初。这意味着现阶段全球主要的电网在设计、规划、建造时主要着眼于火电、水电、核电等稳定电源。随着近些年电源侧绿色革命的快速推进，特别是可再生能源的大规模发展，电网正经历着深度的变革，同时面临越来越复杂的挑战。

可再生能源接入电网的比例越来越高，电网稳定运行的难度飙升。可再生能源发电具有间歇性、波动性。与传统的燃煤发电、燃气发电、水电乃至核电相比，风、光等自然因素几乎完全超出人类的控制。当出现突变时，为确保系统平衡，电力调度中心必须能够立刻找到替代电源，否则就可能出现失控风险。随着可再生能源接入电网的比例不断升高，风电和太阳能发电的波动性传导给电网频率和电压的影响也就越来越大，调频和稳压的难度呈指数级上升。测试数据显示，当午间时段云层遮挡导致光伏电站发电骤降30%时，附近变电站电压瞬间下跌8.7%。如果缺乏可靠的调频稳压能力，不仅电网自身的稳定运行会受到冲击，而且接入电网的精密仪器也会因此损坏。

近年来，电网装载了越来越多的电子设备，在提升智能化、灵活性的同时，也带来了难以避免的“副作用”。首先是电网的系统惯量下降。传统发电设备具备转动惯量，电力系统依靠大量的设备惯性维持电网频率的稳定性。但与可再生能源深度嵌合的电子设备无法提供旋转备用惯量，使得电网在频率振荡时失去有效的缓冲能力，因频率失控而导致崩溃的风险越来越大。其次是电子设备在运行过程中可能产生高频谐波，与其他电网设备发生共振，导致设备损坏。再次是电子设备的稳定运行依赖远程数字控制系统，物理设施与数字系统的深度融合为电网的安全运行增加了新的风险场景。数字控制系统响应延迟、控制参数设置失配、控制系统遭受远程篡改等，都可能引发电网运行失稳。

大停电是西葡能源转型失衡

发展的一种必然

解决能源绿色转型给电网带来的挑战，最根本的是要依靠电网技术的持续创新突破，建立面向新形势、应对新挑战的电网管理、运行、监管体制机制。当务之急是要进一步加大投资，加快电网级储能建设，把原本立足于接入集中式、稳定电源的传统电网，升级改造为新型韧性智慧电网，足以消纳更大规模的、泛在的、波动性强的兼具产消一体特征的可再生能源。国际能源署的研究显示，为实现气候目标，到2030年全球电网投资规模需达到平均每年6000亿美元，而配电网的数字化和现代化建设将是投资的重点。

在能源绿色转型加快推进的条件下，传统电网具有不容忽视的结构性脆弱，已成为影响能源转型深入发展的关键问题。如果缺乏对电网建设的足够投入，缺乏对建设新型电力系统的清晰认识和准确把握，则电网出现频繁振荡，引发供电失稳，乃至出现不同程度的解列，导致局域甚至更大范围的停电，不仅不是偶然事故，反而更是能源转型进程中源网荷储各环节发展失衡的必然结果。

至此，可以聚焦西葡两国的具体情况从而回答开头的问题。第一，两国电力系统中，可再生能源的占比已经超过八成，事故发生时接近100%，电网处于脆弱的顶点。第二，与欧洲电网整体水平相似，两国电网基础设施运行超过30年，老化严重，缺乏有效应对可再生能源超高比例接入的物理保障。第三，传统电源退出过快，而电网级储能规模不够，电力系统实时平衡能力下降。加上有待西葡两国相关部门详细调查的其他技术性原因，共同引发了此次事故。表面上看具有某种偶然性，但实际上恰是能源转型失衡发展所酝酿的系统危机的一次集中体现。
此次大停电事故对我国具有不可多得的样本意义。一是要重新审视能源快速转型过程中传统电源在电力系统运行中的重要作用，先立后破的原则不能丢。二是要坚持全局观念和系统思维，从整体安全和全局最优的角度，持续增强新能源发展与能源和经济系统整体转型的匹配度。三是全球能源转型已经进入“无人区”，出现的新问题、新挑战没有前车之鉴可以参考。要进一步加快科技、监管、市场机制、投融资等全方位创新，面向国家能源转型遇到的问题探索创造性的解决方案，加快构建新型能源体系、建设新型电力系统。在此过程中，以切实的成就，为全球能源转型提供中国经验、中国方案、中国智慧。

推进可再生能源快速发展下的电网韧性建设

南方电网能源发展研究院有限责任公司 徐成 董英瑞 袁伟灿

4月28日，西班牙电网突发重大故障。这一事件不仅是欧洲近年来最严重的停电事故，更为全球能源转型中的电网安全敲响了警钟。西班牙作为可再生能源发展的先锋，其电网暴露出的脆弱性折射出新能源高渗透率下的系统性挑战，也为中国乃至全球的能源转型发出了警示。

可再生能源“成长痛”的全球共性

西葡大停电并非孤例。近年来，德国、美国加州等地均因新能源高渗透率遭遇电网稳定性危机。例如，2022年德国因静风天气导致风电出力骤降，被迫重启煤电机组；2021年美国得克萨斯州遭遇寒潮，当地一半的风力发电机被冻住，引发大面积停电。

这些事件揭示出能源转型中的共性挑战。其一，可再生能源发电的波动性与惯性缺失问题突出，其出力受天气影响而剧烈波动，且缺乏传统火电的旋转惯量支撑，极易引发电网频率失稳。其二，调节资源结构性短缺，储能、燃气发电等灵活性电源建设滞后，导致电网应对突发功率波动的“缓冲带”严重不足。其三，跨区域电力互济能力薄弱，现有输电通道容量难以匹配新能源时空分布不均的特性，“余缺互济”能力受限。这些问题共同构成了高比例可再生能源接入下的电网脆弱性根源。

西葡大停电进一步揭示了一个更深层次的矛盾——新能源装机快速扩张与电网适应性升级严重脱节。数据显示，西班牙2023年可再生能源发电占比已达51.5%，但同期电网投资却逐年下滑，调节电源建设、数字控制系统升级等关键领域投入不足。这种“重电源、轻电网”的发展模式，导致系统备用容量仅剩3%，在光伏突发脱网时毫无招架之力。

构建“更智慧、更弹性”的新型电网

西葡大停电警示我们，能源转型不能“一条腿走路”，必须同步推进电网韧性建设。紧扣能源安全与转型大局，我国需在四大核心环节协同突破。

强化灵活性资源的重要作用是提升电网韧性的核心路径。一方面，需加快储能规模化建设，重点推进构网型储能、抽水蓄能电站建设，为系统提供快速响应的调节能力。另一方面，需激活存量调节资源潜力，通过推动煤电机组灵活性改造、探索气电与新能源“打捆”运行模式，充分挖掘传统电源的调峰调频价值，形成多能互补的调节体系。、

电网“神经系统”的智能化升级是应对复杂运行挑战的关键。通过构建基于数字孪生、智能传感技术的全景感知体系，实现风光出力与负荷变化的秒级监测与预警，可大幅提升电网态势感知能力。同时，推广虚拟同步机、构网型逆变器等主动控制技术，增强新能源机组对电网频率和电压的主动支撑能力，推动新能源从“被动并网”向“主动参与”转变。

织密跨区电力互济“安全网”需在国内与国际层面双向发力。国内层面，应加快特高压通道建设，提升跨省区输电能力，破解新能源富集区外送瓶颈。国际层面，可深化与中亚、东南亚等地区的电力互联合作，探索构建“亚洲超级电网”，通过跨国互济提升区域能源安全保障水平。

完善政策与市场机制是保障转型可持续的基石。需健全辅助服务市场，通过容量补偿、峰谷电价等市场化手段，激励灵活性资源参与调峰调频。同时，强化极端天气应对能力，建立新能源出力与气象数据的联动预警系统，制定分级应急响应预案，形成“预防—预警—处置”全链条管理体系，为新型电力系统筑牢制度防线。