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歐洲大停電事故

及可能的事故原因

當?shù)貢r間4月28日中午，西班牙和葡萄牙發(fā)生了大規(guī)模停電事故，兩國多個地區(qū)的電力供應中斷，波及超過5000萬伊比利亞半島民眾，交通、通信、醫(yī)療等關鍵領域受到影響，馬德里網(wǎng)球公開賽因停電被迫暫停，周邊法國、意大利等國亦受影響。

事故發(fā)生處在西班牙光伏大發(fā)的午間時段。數(shù)據(jù)顯示，當時光伏出力1934萬千瓦，風電出力341.6萬千瓦，核電出力338.4萬千瓦，水電含抽蓄出力317.2萬千瓦。當日伊比利亞半島風速驟降30%，光伏因陰天出力減少，電網(wǎng)瞬間失去15%的電力供應。葡萄牙電網(wǎng)中23%的變電站設備已超30年未更新，馬德里關鍵輸電線路的負載率常年超過90%。

事故的可能原因

葡萄牙一家電力運營商將問題根源歸因為氣候問題。歐洲電網(wǎng)的正常頻率通常固定在50赫茲，伊比利亞半島內部極端氣候變化，使電網(wǎng)頻率下降了0.15Hz。

歐洲電網(wǎng)依賴高比例的風電、光伏等間歇性電源，其出力波動可能引發(fā)頻率不穩(wěn)或供需失衡。同時由于風電、光伏等非同步并網(wǎng)電源不具備傳統(tǒng)同步機組的慣量支撐能力，高比例可再生能源接入導致電網(wǎng)慣量缺失，在發(fā)電和用電負荷波動時，產(chǎn)生更大的頻率波動。

高比例的風力發(fā)電和光伏發(fā)電出口有頻率和電壓保護裝置，在電網(wǎng)發(fā)生故障時，會從電網(wǎng)中斷開連接，導致更大的發(fā)電缺口，引起連鎖反應。根據(jù)西班牙國家電網(wǎng)的數(shù)據(jù)“15吉瓦（GW）的發(fā)電量突然從系統(tǒng)中丟失。而且這一切僅在短短5秒內發(fā)生”。

此次事故清晰呈現(xiàn)高比例風光電網(wǎng)的缺陷：

1.光伏的"午間懸崖"現(xiàn)象

事故恰逢西班牙光伏大發(fā)時段（通常占午間供電40%以上），云層移動導致出力分鐘級波動，傳統(tǒng)火電/水電無法快速補償。

2.風電的"靜默危機"

當日風速從8m/s驟降至5.6m/s（降幅30%），風機切入風速限制導致可用容量腰斬。

3.電網(wǎng)"老年病"加劇風險

葡萄牙老化變電站無法承受潮流劇烈變化，馬德里輸電走廊長期過載運行，失去冗余調節(jié)能力?！斑@就像用蛛絲編織的電網(wǎng)承載千斤重物?！睔W洲電網(wǎng)運營商聯(lián)盟（ENTSO-E）事后報告指出，“風光占比超過35%后，每個1%的波動都需要十倍的系統(tǒng)成本來平衡?！?/p>

飛輪儲能

在電網(wǎng)故障預防中的作用

飛輪儲能（Flywheel Energy Storage）是一種通過高速旋轉的轉子儲存動能、再轉化為電能的物理儲能技術，其核心優(yōu)勢在于“快速響應”和“高頻次充放電”能力。

核心功能

1)頻率調節(jié)：電力系統(tǒng)頻率波動（如±0.05Hz）需在數(shù)秒內糾正，飛輪可在毫秒級響應，優(yōu)于傳統(tǒng)火電/水電（分鐘級）。

2)瞬態(tài)功率支撐：在電壓驟降或短時斷電時，飛輪可瞬時釋放電能，為關鍵負荷（醫(yī)院、數(shù)據(jù)中心）提供緩沖。

3)慣量支撐：區(qū)別于其他儲能形式，飛輪是由轉子高速旋轉來儲存能量，高速旋轉的飛輪轉子本身具備一定慣量，可以為電力系統(tǒng)提供慣量支撐。

飛輪儲能應對歐洲電網(wǎng)痛點的優(yōu)勢

1)高循環(huán)壽命：飛輪可充放電千萬次（鋰電池約數(shù)千次），適合應對可再生能源的頻繁波動。

2)零化學污染：無電解液或重金屬，符合歐洲嚴格的環(huán)保法規(guī)。

3)極端溫度適應性：可在-40°C至50°C環(huán)境運行，適合應對歐洲近年頻發(fā)的極端氣候。

實際應用案例

國能寧夏靈武電廠

光火儲耦合熱點聯(lián)產(chǎn)項目

國家能源集團寧夏靈武發(fā)電有限公司。2×600MW火電機組配置22MW/4.5MWh飛輪儲能進行調頻，提高火電機組精準靈活性，促進新能源消納，保障電網(wǎng)穩(wěn)定。

山東蓬萊

電廠火電+飛輪聯(lián)合調頻項目

項目在蓬萊廠區(qū)布置3臺4MW/1MWh飛輪儲能系統(tǒng)，與廠內2×330MW火電機組耦合調頻，全天內95%時間段均能夠完全響應AGC調頻指令。項目實施后，將對山東電網(wǎng)火電機組AGC調頻運行起到示范作用，為我國煤炭清潔高效綜合利用、輔助新能源消納提供新的技術支撐。

原平市49.8MW/20.05MWh

混合獨立儲能項目

新建儲能系統(tǒng)49.8MW/20.05MWh與1座110kV升壓站，其中含鋰電池儲能19.8MW/19.8MWh，飛輪儲能系統(tǒng)30MW/1MWh，參與電網(wǎng)測一次調頻。

華電朔州

熱電飛輪+化學電池復合調頻

循化流化床火電機組配置2MW/0.5MWh飛輪+6MW/6MWh化學電池組成混合儲能系統(tǒng)進行聯(lián)合調頻其中2MW飛輪系統(tǒng)由4臺500kW/125kWh/15min全磁懸浮飛輪組成。參與AGC調頻。

總結

歐洲大停電的根源在于電網(wǎng)韌性不足與能源轉型的陣痛，而儲能飛輪通過快速功率調節(jié)和頻率支撐，可有效彌補傳統(tǒng)電源的響應缺陷。盡管其大規(guī)模應用仍需技術迭代與政策支持，但其在防止電網(wǎng)故障、提升可再生能源消納方面的潛力已得到驗證，未來或成為智能電網(wǎng)的關鍵組件之一。

>End

本文轉載自“華馳動能”，原標題《直擊歐洲大停電：高比例風光發(fā)電穩(wěn)定性不足，飛輪儲能技術或成未來電網(wǎng)新支柱》。

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