美国大停电警示录:超级大国电网痛点何在?

2019-12-09

美国大停电警示录:超级大国电网痛点何在?

来源:电网头条客户端 作者:韩煦发达国家中,美国的停电事故比其他任何国家都要多。这是美国能源部透露给全世界的公开秘密:超级大国,电网很弱。

今年感恩节,30万美国人民再一次体验突然而来的“失明症漫记”。美国大电网,问题何在?超级大国电网痛点何在2019年,“大停电”三个字的曝光率好像比往年更高一些。3月~7月,委内瑞拉4次大停电;6月,阿根廷、乌拉圭大停电;7月,美国纽约大停电;8月,英国伦敦大停电;11月,美国加州大停电……从更长时段来看这张大停电名单,美国也很瞩目:1965年,东北部7个州突然断电;1977年,纽约大停电;1996年,西部多个州两次大停电;1998年,东部大停电;2003年,美加联合电网大停电;2005年,加州南部地区大停电;2014年,东北部大停电;2019年7月,纽约大停电……超级大国电网痛点在哪儿?

分散之痛。目前,美国没有一张真正意义的“国家”电网:美国电网大部分线路、变电站都属于私营公司,东部、西部、德克萨斯三大区域电网里,500多家电网运营公司各占山头,自己玩自己的。电网产权分散导致美国没有一个统一的调度中心,结果也很显然:一则多调度中心之间彼此交流有限,让每一个都只能“盲人摸象”,缺少对整体电网的掌控,所以,无论想达到电力电量平衡,还是想及时处理事故,都缺少紧密的协调力;二则电网发展规划杂乱无序且破碎,各电网不同电压等级之间电磁环网方式运行,容易引起连锁反应,导致大面积停电事故。有美媒用“巴尔干化”形容美国电网不是没有道理。衰老之痛。

资本逐利性在美国电网上的直观映射就是设备老旧——不愿意在电网基础设施的升级改造上花钱。再加上美国联邦政府、各州和地方都有权监督电力系统,看似人人都在管,但管的角色变来变去,权责不明,想从谁那里掏几个子儿都不容易。美国能源部有一组数据:美国70%的输电线路和电力变压器运行年限在25年以上,60%的断路器运行年限超过30年,很多电网设备都在极限状态“绷着弦儿”运行,随时都可能崩溃,进而发生多米诺骨牌式的连锁坍塌。这些痛点不仅让美国电网安全成问题,“弱不禁风”的体质,也跟不上能源转型的节奏。11月18日,包括民主党总统参选人伯尼-桑德斯和伊丽莎白-沃伦等多位参议员给新英格兰地区电网运营商发了一封信,质疑新英格兰系统运营商的相关市场规则阻碍清洁能源的并网消纳,与该地区雄心勃勃的减碳政策不符。而该电网运营商的CEO在回信中反复强调了电网安全稳定运行的重要性。目前,美国不少州积极推出进取的清洁能源政策,但消纳更多的清洁能源需要在更大范围实现能源配置,美国三大交流电网之间通过直流松散连接,各电网运营商主要在自己的“地盘”里促成电力平衡,“巴尔干式”的电网形态使清洁电能的远距离传输非常艰难。再加上反复多次大停电实在让电力公司“掉粉”严重,用电客户失去对电力公司的信心,“反求诸己”:分布式光伏、储能、微网项目得到大量支持。仅仅靠分布式、储能、微网就能解决问题吗?这要打个大大的问号。不少专家认为未来电网必将是两种模式的交融:一是互联的大电网,消除地区以及能源市场之间的障碍;二是包含分布式电源、储能等的小型自足配电网,通过智能控制形成主动配电网。这两种模式融合才能支撑一个低碳、经济、安全的能源系统。升级大电网路途固然坎坷,美国电网发展若只能单条腿走路,能走多远?电网调度一体化提供系统性思维这次美国大停电后,局座召忠诚恳地建议“国家电网安排一下?”之前几次大停电,也有不少网友直言:对比之后,才知道中国电网那么强大。满满自信源于中国电网确实“能打”:世界唯一20年来没有发生过大停电的大电网。如果考虑中国电网有多复杂、有多大、为多少人供电,这份成绩单含金量真的很高。对中国电网来说,成绩优秀是必然,秘诀是具有“系统性思维”。系统性思维源自何处?

电网调度一体化的机制。它在两个层面保证了面对问题能够提供系统性的解决方案:横向,从根本上把电网调度、规划、建设、设备监控等专业攒成一只拳头,目标一致、协调有效;纵向,基于电网的庞大垂直结构能够“一竿子捅到底”,责任清晰、响应迅速。电网调度一体化的制度优势,在中国大电网发展的过程中发挥了重要作用。有部分人认为,这种优势已经是过去式,进而基于国外经验等质疑“一体化”的现实意义。果真如此吗?当今能源电力的三个重大主题——电网安全、能源转型、电力市场建设,单靠简单线性思维,恐怕遥遥无期。电网调度一体化所代表的系统性思维,有必要性,也有现实性。保障电网安全。

电力系统最大的特性就是实时平衡,大规模储能在技术和经济上都还有短板。这就需要一个中心化的调度机构来组织电力各个环节的运转——客观上要求调度必须很懂电网。目前中国电网又处于一个深刻变化的阶段,新能源高比例渗透、电力系统电子化、“强直弱交”矛盾等,电网安全风险一直都有——这就要求调度能够预判风险、集中高效协调关系。电网与调度一体化使得调度与规划、建设、设备等各专业能树立共同的目标“电网安全稳定运行”。而且中国大电网能够坚挺20年是实打实的成绩单,证明并一再证明,电网调度一体化是科学的、安全的、符合运行规律的。助力能源转型。

能源转型的重要命题就是电气化、低碳化。一方面电在终端消费中比重上升,另一方面清洁的绿电还得占大头。目前,新能源和分布式电源快速发展,新能源具有随机性、波动性,接入电网使得电网潮流多变、稳定性复杂。电网调度在长期的实际运行中最清楚电网的特性和短板,电网调度一体化既能在调度运行中充分发挥大电网平台作用消纳新能源,又能在电网的发展规划中借鉴调度实际运行经验。支撑电力市场建设。

部分声音认为,调度是公共权力,应该独立于电网,否则会出现“权力”寻租,不利于电力市场的建设。恰恰相反:一来经过输配电价成本重新核定,电网只收取“过网费+部分合理收益”,没有寻租的动机和机制;二来调度在电力市场主要承担“安全校核”,执行电力交易结果,并没有权力决定市场利益分配和资源配置;三来电网和调度都接受严格的监管,严格遵守“三公”,泛在电力物联网建设也使得电网业务数字化、透明化。不仅如此,电网调度一体化有利于电力市场建设。如今,各地的电力现货市场试点都是由调度中心牵头组织。实时的物理交割必须要对电网安全约束条件门清,保证电力交易结果可执行,而电网调度一体化正能提供支撑。回到最开始的美国大停电问题。固然美国电网缺少系统性思维,但根本上还是没有底线思维。电网的底线思维毫无疑问应当是安全。“道路千万条,安全第一条”,安全是一切发展的基础。没有安全这个立住的“1”,后面再多“0”也毫无意义。守住了大电网安全的“1”,讨论电力工业的整体发展,能源的转型,才有价值。而这些重大议题,都应当而且能够在电网调度一体化的框架内解决。唯有此,才有底气管它春夏和秋冬。



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