文 | 华夏能源网
今年 4 月欧洲爆发的史无前例大停电，给全球能源安全敲响了警钟，中国应如何防范类似事故发生？
华夏能源网 （公众号 hxny3060） 获悉，近日，在 2025 年夏季达沃斯论坛上，国家电网总经理庞骁刚发表演讲称，近期欧洲和南美先后发生停电事故，如何增强电网韧性成为全球电力公司的共同课题，目前国家电网正在研究在中国如何防范出现大面积的停电事故。
庞骁刚还表示，目前，国家电网正在针对电网的稳定性进行管理和研究，并正在大力建设新能源的预测能力、系统灵活调节的能力，以及主动防御故障能力和需求侧资源的响应能力。
庞骁刚强调，中国电力系统正在经历重大转型，随着新能源的大幅增加，各种电源的特性、电网的形态，以及系统运行的底层理论性基础，都发生了很大的变化。
面对新形势，新问题，新型电力系统建设首先需要筑牢“ 安全关”。如何防范和化解大停电风险，是电力全行业需要共同作答的重要课题。
高比例新能源成风险点
当地时间 2025 年 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件，导致通信服务中断、列车大范围停运、航班延误，超过 5000 万的民众受到影响。此次停电是欧洲近年来最严重的断电事件之一。
在事故过去 6 周后，西班牙政府公布了事故调查报告，将责任归咎于发电厂和电网运营商，并具体指出了导致电气故障的三个主要原因：第一，系统电压调节能力不足；第二，电网发生了电压波动；第三，发电厂发生不当断电。
但是，电网与电厂却都认为责任在对方。西班牙国家电网公司称，与可再生能源的不稳定性有关。葡萄牙国家能源网表示，太阳能和风能等可再生能源入网，加上新的消费模式和大型消费者，使维持电网系统平衡变得更为“ 复杂”。
西班牙、葡萄牙的可再生能源占比非常高。2023 年，葡萄牙就有 61% 的电力来自可再生能源，可再生能源发电量达到 312 亿千瓦时，同比增长 24%。2024 年，西班牙的可再生能源发电量占到所有用电量的 56%，创下纪录。
虽然将大停电的责任全怪在新能源头上不合理，但不争的事实是，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越来越大，调频和稳压的难度呈指数级上升，进而很容易引发电网崩溃以及大停电事故。这也是中国电力系统需要及早防范的大风险。
截至目前，在国家电网经营区域内，风电、光伏等新能源装机超过 1325 吉瓦，装机占比为 46.9%，已经成为了第一大电源。截至 2024 年底，南方电网经营区域 （覆盖广东、广西、云南、贵州、海南五省区） 新能源总装机容量突破 1.9 亿千瓦，占该区域电源总装机的比例接近 50%。伴随着新能源装机越来越多，电网系统的调频和稳压面临巨大挑战。
事实上，早在 2024 年 10 月，国家能源局发布 《关于提升新能源和新型并网主体涉网安全能力服务新型电力系统高质量发展的通知》（以下简称“《通知》”），对新能源的涉网安全做出了全面部署。
《通知》 明确，伴随着“ 新能源装机占比快速提升，新型储能等新型并网主体广泛涌现”，“ 由于新能源和新型并网主体涉网安全管理相关规范标准较为分散，个别新型并网主体尚未纳入统一调度，导致涉网安全管理出现部分真空，影响电力系统安全稳定运行”。
涉网安全问题，很大程度上来源于新型电力系统的“ 双高”（高比例可再生能源和高比例电力电子设备） 特性。在“ 双高” 电力系统中，由于可再生能源 （如风能和太阳能） 发电通常不具备传统同步发电机的惯性响应和电压支撑能力，一旦发生电网故障，可能会导致电压和频率的快速变化，从而影响到电网的稳定性，给系统安全稳定运行带来较大风险。
若要有效化解新能源大比例接入电网带来的电压和频率的快速变化，一个必要条件就是要精准预测新能源出力。这一点，庞骁刚在演讲中有所提及。
中国工程院院士、南方电网专家委员会名誉主任委员李立浧此前亦公开表示，风光新能源的随机性、间歇性、波动性，从技术角度可将其归结为不可预测性。这就意味着，新型电网的柔性智能，首先必须针对新能源实现高精度预测，有了高精度预测，电网才能够走向“ 无条件” 接纳新能源。
为了有效防范和杜绝新能源“ 带病入网”，《通知》 亦要求电力调度机构“ 前置参与” 到相关并网主体的新能源开发业务中去。也就是说，未来，围绕新能源涉网安全和新能源出力的精准预测，电网部门、新能源电站方需要从业务开发就开始通力合作。
灵活调节能力亟需“ 补课”
要想高水平消纳新能源以及实现大比例新能源接网后的涉网安全，就需要对新能源处理精准预测，但是新能源毕竟不可能像煤电那样完全可控，所以在高精度预测之外，还需要灵活调节资源。
目前中国电力体系中，能够为新能源提供系统调节能力的，一个是煤电，一个是抽水蓄能。庞骁刚表示，为应对新能源间歇性、波动性大的特点，国家电网在大力发展抽水蓄能电站，同时对煤电厂进行灵活性改造，提升电网的调节能力，促进新能源合理消纳利用。
煤电为新能源提供系统调节，具体项目包括调峰、调压、调频等。这里面的难题是，煤电既要提供系统调节，又要逐步降低煤电占比以减碳，那就需要对煤电进行灵活性改造。
《“ 十四五” 现代能源体系规划》 明确提出，到 2025 年，灵活调节电源占比达到 24% 左右、电力需求侧响应能力达到最大用电负荷的 3%—5% 的目标。而这个灵活性电源也只能是煤电。
然而，煤电灵活性改造进展还是难以满足快速增长的新能源发展需要。据不完全统计，2023 年底全国发电装机容量 29.2 亿千瓦，其中灵活性电源装机容量约为 4.96 亿千瓦，灵活性电源占比 16.9%，远低于欧美国家的 18%—50%，且距离“24%” 的灵活性调节电源目标仍有约 2.05 亿千瓦的缺口。
另一个能够为新能源提供灵活调节的，抽水蓄能。截至 2024 年底，中国抽水蓄能累计装机容量超 5800 万千瓦，连续 9 年居世界首位。预计 2025 年全年抽水蓄能新增投产装机容量约 800 万千瓦，到 2025 年底，中国抽水蓄能总装机容量将达到 6600 万千瓦左右。根据规划，中国在 2030 年前将实现 1.2 亿千瓦的装机规模，并在 2060 年前接近 5 亿千瓦的装机总规模。
但是，抽水蓄能为新能源提供系统调节，目前有两个问题，第一个是抽水蓄能建设周期较长，只有到 2030 年以后才有一定规模；第二个是抽水蓄能受到地理条件限制，未来装机难以无限增长。
当然，理论上，电化学储能也能够为新能源提供系统调节，但是目前的电化学储能还没有达到技术拐点，其调节能力还十分有有限。
储能的调节应用数据，国家能源局在 2024 年第四季度新闻发布会上提到，2024 年 1 月至 8 月，全国 5800 万千瓦的新型储能，累计充放电量约 260 亿千瓦时。
那么，据此简单约略推算，5800 万千瓦的新型储能全年可实现累计充放电量 400 亿千瓦时左右，如果单独计算储能放电调峰的电量，大概不到 200 亿千瓦时。
中国近 14 亿千瓦的风光装机，年发电量大概在 1.8 万亿千瓦时左右。储能不足 200 亿千瓦时的调峰电量之于风光新能源 1.8 万亿千瓦时的发电量，占比是百分之一左右，可以说是无伤大雅。
综合上述分析，中国要应对高比例可再生能源时代的来临，提早化解大停电风险，无论是煤电灵活性改造，还是抽水蓄能的建设节奏，还是电化学储能的改造，都亟需要“ 补课”。
需求侧响应能力不应忽视
应对可能存在的大停电风险，庞骁刚还提到了需求侧响应能力。事实上，需求侧的响应能力，是一种一直被忽视了的系统灵活调节资源。
所谓需求侧响应，是指通过调整电力用户的用电行为，以适应电力供需平衡的需求管理措施。需求侧响应可以应对短时的电力供需紧张、可再生能源电力消纳困难等情况，实现削峰填谷，提高电力系统灵活性，保障电力系统安全稳定运行。
实际上，在 2023 年国家发改委等几部委联合印发的 《电力需求侧管理办法 （2023 年版）》，明确将需求响应作为新型电力系统关键要素，要求在 2025 年前形成最大负荷 3%-5%、2030 年前建成实时响应能力。
需求侧灵活响应以防范出现停电事故，保障用电安全，最典型的是空调负荷。对于一些中东部经济和用电大省而言，空调负荷是需求侧灵活相应的绝佳资源。
以用电大省浙江为例，2024 年 7 月最高气温达到 35℃，最低气温也高达 27℃，相对湿度在 60% 以上，湿热交加的“ 蒸桑拿” 模式拉动空调用电大增，助推了浙江用电负荷破亿。据统计，浙江迎峰度夏电力负荷中 40% 是空调负荷。
空调负荷往往引起尖峰负荷，好比高原上突然出现一个珠穆朗玛峰。但由于浙江全年高峰负荷时间占比极小，难以苛求供应端电源建设满足负荷峰值，否则将是资源和效率的浪费。所以，解决浙江迎峰度夏尖峰负荷这个头疼问题，实现空调负荷的灵活响应是一个不错的办法。
西班牙电网运营商 RedEléctrica 的数据显示，西班牙电网负荷突然骤降超过 1000 万千瓦
此外，防范高比例新能源下的停电风险并保障用电安全，需求侧及时响应，灵活、主动去适配新能源的出力特性，也很关键。
当新能源大发之际，需求侧响应如果能够及时用掉电力系统瞬间喷涌的绿电，这不仅及时消纳了新能源，同时，还对电网系统起到良好的调频和稳压作用，让电网变得更加安全，进而避免了停电事故的发生。
比如，青海近年以低价绿电吸引了大批光伏制造企业，组件龙头天合光能 （SH：688599）、硅片厂商高景太阳能、多晶硅厂商青海丽豪等纷纷进驻青海，主要集中在西宁经济技术开发区。目前，这一开发区用电量已经接近青海省用电量的一半，区内多晶硅、单晶硅、光伏组件产量激增的同时，大大促进了青海省新能源的消纳，也促进了电网安全。
再比如，内蒙古、宁夏、甘肃等地目前都在积极布局离网制氢。风光新能源系统占比不断提高，推高了弃风、弃光率。而绿氢作为长周期储能的有效介质，在消纳过剩的新能源电力上展现出了巨大潜力，在风光大基地就近离网制氢，可以就地消纳新能源电力，同样重要的是，此举降低风光发电对电网冲击、减缓了系统停电风险发生的概率。
那么，除了空调负荷以及制氢产业，还有哪些产业和负荷具有灵活可调节性呢？有发电央企人士举例称，用户侧中，仅仅一个纺织行业的需求侧灵活调节能力就达到 35%，即这一行业的可调负荷占自身用电负荷的 35%；钢铁、电解铝等行业的可调负荷占比，最大也能达到 20%。增强电网韧性，避免大停电事故的发生，增强灵活调节资源的建设大有可为。
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