美國加州大停電：可再生能源發(fā)電的錯？

8月中旬，美國加州經(jīng)歷了19年來首次滾動停電。加州獨立系統(tǒng)運營商發(fā)出警告，由于電網(wǎng)吃緊，需要采取分區(qū)滾動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)電場宕機(jī)等等。系統(tǒng)調(diào)度與監(jiān)管機(jī)構(gòu)對于系統(tǒng)是否購置了足夠充足的備用仍舊存在認(rèn)定上的爭論。

上一次加州下令滾動停電是在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)商操縱市場合力發(fā)揮作用的結(jié)果。

加州州長紐森（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，因為太陽下山之后或無風(fēng)時，無法發(fā)電。他承諾釋出更多能源，也將對電力短缺進(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)電出力特性會給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行造成巨大影響。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，在15時之后開始上升，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)激勵手段調(diào)動負(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性、反調(diào)峰性，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運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)一步考驗電網(wǎng)供電能力。電網(wǎng)企業(yè)需在規(guī)劃、運行、營銷乃至應(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)制挖掘這些資源價值，意義重大。

電力服務(wù)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(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，對經(jīng)濟(jì)社會發(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)主動擔(dān)當(dāng)，堅決執(zhí)行國家降低電價政策，有力支撐“六穩(wěn)”“六保”目標(biāo)實現(xiàn)，充分體現(xiàn)出我國的制度優(yōu)勢。可見，我國電網(wǎng)健康發(fā)展需要堅持制度自信，發(fā)揮“六個力量”，為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和民生改善提供有力保障。