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美國大停電警示錄:超級大國電網痛點何在?

美國大停電警示錄:超級大國電網痛點何在?

來源:電網頭條客戶端 作者:韓煦發達國家中,美國的停電事故比其他任何國家都要多。這是美國能源部透露給全世界的公開秘密:超級大國,電網很弱。

今年感恩節,30萬美國人民再一次體驗突然而來的“失明癥漫記”。美國大電網,問題何在?超級大國電網痛點何在2019年,“大停電”三個字的曝光率好像比往年更高一些。3月~7月,委內瑞拉4次大停電;6月,阿根廷、烏拉圭大停電;7月,美國紐約大停電;8月,英國倫敦大停電;11月,美國加州大停電……從更長時段來看這張大停電名單,美國也很矚目:1965年,東北部7個州突然斷電;1977年,紐約大停電;1996年,西部多個州兩次大停電;1998年,東部大停電;2003年,美加聯合電網大停電;2005年,加州南部地區大停電;2014年,東北部大停電;2019年7月,紐約大停電……超級大國電網痛點在哪兒?

分散之痛。目前,美國沒有一張真正意義的“國家”電網:美國電網大部分線路、變電站都屬于私營公司,東部、西部、德克薩斯三大區域電網里,500多家電網運營公司各占山頭,自己玩自己的。電網產權分散導致美國沒有一個統一的調度中心,結果也很顯然:一則多調度中心之間彼此交流有限,讓每一個都只能“盲人摸象”,缺少對整體電網的掌控,所以,無論想達到電力電量平衡,還是想及時處理事故,都缺少緊密的協調力;二則電網發展規劃雜亂無序且破碎,各電網不同電壓等級之間電磁環網方式運行,容易引起連鎖反應,導致大面積停電事故。有美媒用“巴爾干化”形容美國電網不是沒有道理。衰老之痛。

資本逐利性在美國電網上的直觀映射就是設備老舊——不愿意在電網基礎設施的升級改造上花錢。再加上美國聯邦政府、各州和地方都有權監督電力系統,看似人人都在管,但管的角色變來變去,權責不明,想從誰那里掏幾個子兒都不容易。美國能源部有一組數據:美國70%的輸電線路和電力變壓器運行年限在25年以上,60%的斷路器運行年限超過30年,很多電網設備都在極限狀態“繃著弦兒”運行,隨時都可能崩潰,進而發生多米諾骨牌式的連鎖坍塌。這些痛點不僅讓美國電網安全成問題,“弱不禁風”的體質,也跟不上能源轉型的節奏。11月18日,包括民主黨總統參選人伯尼-桑德斯和伊麗莎白-沃倫等多位參議員給新英格蘭地區電網運營商發了一封信,質疑新英格蘭系統運營商的相關市場規則阻礙清潔能源的并網消納,與該地區雄心勃勃的減碳政策不符。而該電網運營商的CEO在回信中反復強調了電網安全穩定運行的重要性。目前,美國不少州積極推出進取的清潔能源政策,但消納更多的清潔能源需要在更大范圍實現能源配置,美國三大交流電網之間通過直流松散連接,各電網運營商主要在自己的“地盤”里促成電力平衡,“巴爾干式”的電網形態使清潔電能的遠距離傳輸非常艱難。再加上反復多次大停電實在讓電力公司“掉粉”嚴重,用電客戶失去對電力公司的信心,“反求諸己”:分布式光伏、儲能、微網項目得到大量支持。僅僅靠分布式、儲能、微網就能解決問題嗎?這要打個大大的問號。不少專家認為未來電網必將是兩種模式的交融:一是互聯的大電網,消除地區以及能源市場之間的障礙;二是包含分布式電源、儲能等的小型自足配電網,通過智能控制形成主動配電網。這兩種模式融合才能支撐一個低碳、經濟、安全的能源系統。升級大電網路途固然坎坷,美國電網發展若只能單條腿走路,能走多遠?電網調度一體化提供系統性思維這次美國大停電后,局座召忠誠懇地建議“國家電網安排一下?”之前幾次大停電,也有不少網友直言:對比之后,才知道中國電網那么強大。滿滿自信源于中國電網確實“能打”:世界唯一20年來沒有發生過大停電的大電網。如果考慮中國電網有多復雜、有多大、為多少人供電,這份成績單含金量真的很高。對中國電網來說,成績優秀是必然,秘訣是具有“系統性思維”。系統性思維源自何處?

電網調度一體化的機制。它在兩個層面保證了

電力系統最大的特性就是實時平衡,大規模儲能在技術和經濟上都還有短板。這就需要一個中心化的調度機構來組織電力各個環節的運轉——客觀上要求調度必須很懂電網。目前中國電網又處于一個深刻變化的階段,新能源高比例滲透、電力系統電子化、“強直弱交”矛盾等,電網安全風險一直都有——這就要求調度能夠預判風險、集中高效協調關系。電網與調度一體化使得調度與規劃、建設、設備等各專業能樹立共同的目標“電網安全穩定運行”。而且中國大電網能夠堅挺20年是實打實的成績單,證明并一再證明,電網調度一體化是科學的、安全的、符合運行規律的。助力能源轉型。

能源轉型的重要命題就是電氣化、低碳化。一方面電在終端消費中比重上升,另一方面清潔的綠電還得占大頭。目前,新能源和分布式電源快速發展,新能源具有隨機性、波動性,接入電網使得電網潮流多變、穩定性復雜。電網調度在長期的實際運行中最清楚電網的特性和短板,電網調度一體化既能在調度運行中充分發揮大電網平臺作用消納新能源,又能在電網的發展規劃中借鑒調度實際運行經驗。支撐電力市場建設。

部分聲音認為,調度是公共權力,應該獨立于電網,否則會出現“權力”尋租,不利于電力市場的建設。恰恰相反:一來經過輸配電價成本重新核定,電網只收取“過網費+部分合理收益”,沒有尋租的動機和機制;二來調度在電力市場主要承擔“安ds视讯平台核”,執行電力交易結果,并沒有權力決定市場利益分配和資源配置;三來電網和調度都接受嚴格的監管,嚴格遵守“三公”,泛在電力物聯網建設也使得電網業務數字化、透明化。不僅如此,電網調度一體化有利于電力市場建設。如今,各地的電力現貨市場試點都是由調度中心牽頭組織。實時的物理交割必須要對電網安全約束條件門清,保證電力交易結果可執行,而電網調度一體化正能提供支撐。回到最開始的美國大停電問題。固然美國電網缺少系統性思維,但根本上還是沒有底線思維。電網的底線思維毫無疑問應當是安全。“道路千萬條,安全第一條”,安全是一切發展的基礎。沒有安全這個立住的“1”,后面再多“0”也毫無意義。守住了大電網安全的“1”,討論電力工業的整體發展,能源的轉型,才有價值。而這些重大議題,都應當而且能夠在電網調度一體化的框架內解決。唯有此,才有底氣管它春夏和秋冬。