西葡大停電警示:能源系統需防“鏈式失效”風險
該事故成為全球能源治理體系中的一個“高分貝警告”。
(來源:能源評論 作者:清華大學工業工程系葉世龍、上海交通大學數學科學學院牛天美)

當前全球能源體系正處于深度低碳轉型期,高比例新能源接入、電力市場一體化進程、極端氣候事件頻發等多重因素疊加,正在重塑電力系統的運行邊界與安全邏輯。2025年4月28日,西班牙與葡萄牙遭遇的一場突發性大停電事件,成為全球能源治理體系中的一個“高分貝警告”。事故暴露出在低慣量運行、區域協同不足和極端氣候沖擊下,新能源主導型系統的失控風險非但未遠離,反而更具系統性、鏈式性和國際傳播性。7月中旬,歐洲電力傳輸系統運營商網絡(ENTSO-E)發布的初步結果顯示,一系列連鎖斷電和電壓異常升高是導致停電的原因。
據西班牙能源部統計,此次事故造成直接經濟損失逾9.6億歐元,制造業、信息服務等行業受損尤甚。據西班牙企業組織聯合會估計,經濟損失超過16億歐元。對于事故歸因,歐盟和西班牙政府均保持審慎態度,不將停電歸咎于新能源,而是強調需通過基礎設施升級與區域協同解決系統性問題。事故成為國際能源署、國際大電網會議等機構廣泛討論的案例,亦促使歐洲多國重新評估其電力系統在綠色轉型中的穩定性保障能力。
四大因素導致系統崩潰
6月17日,西班牙政府發布聲明稱“4月28日西班牙和葡萄牙大范圍停電是由于電壓激增,但電網和電廠等有關運營商未能有效應對引發的連鎖反應”。通過對事故過程的深入分析發現,此次西葡大停電并非偶發性事故,而是多重風險因素疊加下電力系統整體穩定性失衡的結果。
一是系統慣量與支撐能力不足。截至2024年年底,西班牙和葡萄牙的風電與光伏發電裝機占比分別為55%和53%,部分低負荷時段已實現100%可再生能源供電。但大多數新能源機組依賴電力電子接口,缺乏同步發電機的慣性響應能力,系統總慣量顯著下降。在本次事故中,電網頻率在5分鐘內由50赫茲驟降至46.8赫茲,系統幾乎沒有反應時間,大量新能源機組因保護設定過于敏感相繼脫網,功率缺口快速擴大。
二是極端高溫導致電網逼近極限運行。事故發生前,伊比利亞半島遭遇異常高溫,地表氣溫超過35攝氏度,區域用電負荷大幅上升。高溫削弱了輸電線路的熱穩定性,使設備長時間處于高負荷運行狀態。西班牙電網運營商(REE)通報稱,首發跳閘的400千伏線路事發前負載率超95%,因導線弛度超限引發保護動作。極端氣候正逐步成為電網安全的新挑戰,迫切需要納入系統規劃和調度策略。
三是區域互聯強度高但協同機制薄弱。盡管西葡電網通過400千伏線路實現深度互聯,且均納入歐洲統一電力市場,但實際運行中,兩國在事故應對、保護策略和調度體系方面依然各自為政。本次事故中,部分跨境線路因參數設定不一致首先退出運行,電源側未能及時協同補償,導致事故迅速波及全網。物理互聯若無機制協同,不但不能增強韌性,反而在故障時放大風險。
四是規劃不足,系統調節能力嚴重缺位。據國際能源署建議,高比例可再生能源系統應配置不低于裝機15%的儲能容量。據ENTSO-E和歐盟委員會的數據顯示,截至2025年第一季度,西葡合計儲能僅為新能源裝機的7%。事故發生時,可調用儲能占比更低,無法有效吸收波動或補充功率缺口。同時,負荷側響應機制尚不成熟,大工業用戶未能參與快速削峰。缺乏有效的“源—荷—儲”動態調節體系,直接導致恢復難度加大、影響范圍擴大。
總體來看,西葡大停電事故不僅是一次技術性的電網崩潰,更是對全球電力系統綠色轉型進程中風險防控能力的一次集中檢驗。其發生、擴展與恢復過程,一方面揭示了傳統電力系統在快速轉向新能源主導的新型系統過程中,高比例新能源系統在極端邊界條件下運行的脆弱性,以及單一故障可能引發災難性連鎖效應的風險;另一方面也表明,尚未建立與之相匹配的運行機制、調節資源與監管體系,將導致系統在極端條件下出現鏈式失效、區域擴散的系統性故障。事故對新能源快速發展的國家具有高度警示價值。
新型電力系統需筑牢安全底座
當前我國已步入新能源主體化發展的加速階段,應以此為鏡鑒,提前謀劃系統架構、調節資源與制度機制的全方位重塑,確保能源轉型過程安全可控、有序推進。
—重新界定系統安全邊界。我國建立了以“三道防線”為核心的大電網安全防御體系,在新能源深度接入和低慣量運行背景下需要進一步深入研究其新的適用性。事故顯示,非同步電源主導的系統缺乏自穩定能力,尤其是當新能源出力占比超過50%甚至更高的情況下,一般性的事故也很可能放大系統各類振蕩、頻率變化率的情況,亟須構建面向相互聯動、快速響應的新型穩控機制。
—盡快突破適應新能源消納的電網結構“瓶頸”。網架規劃應重構傳統“源隨荷動”的剛性架構,轉向“源網荷儲”協同互動的柔性體系,重點建設跨區域特高壓輸電通道,打破省間壁壘,實現風光資源大范圍優化配置。同時,加快配電網智能化建設,增強配電網容量裕度,向“智能柔性、開放互動、低碳高效”方向演進。新電源發展方面,應將系統穩定性評估納入新能源項目全周期管理,從裝機規劃、電源布局、送出通道和區域電網承載能力等層面進行統籌設計。建立可再生能源并網約束機制,通過電網規劃容量指標、動態負荷匹配機制與安全裕度考核,劃定新能源接入“上限紅線”。
—加快構建多區域間調度協同機制。西葡事故中,電網互聯雖緊密,但缺乏聯合保護策略與統一應急機制,反映出現代能源體系亟需規則、標準與調控機制的同步融合,這為我國未來推進區域間互聯提供借鑒。新型電力系統構建過程中,要深入研究主網架統一調度機制,明確各級電網在應急狀態下的權限邊界與執行流程,提升跨區輸電系統的動態重構能力。推進“調度—通信—控制”一體化建設,建立涵蓋骨干通道、互聯線路、關鍵電源的實時感知與共享平臺,實現從信息互通向響應協同轉變。鼓勵東中西部電網建立區域互濟協議,提升故障聯動快速支撐能力。
—適度超前規劃建設系統調節資源。為保障高比例新能源并網下的系統安全穩定,必須適度超前規劃調節資源,構建多時間尺度、多類型協同的靈活性支撐體系。儲能、柔性負荷、虛擬同步、區域互濟等多路徑支撐結構應在規劃初期介入,構成韌性電網的底座。通過“電源+電網+負荷+儲能”協同發力,構建多能互補+源網荷儲互動的調節體系,可為新能源消納提供堅實支撐,推動新型電力系統安全低碳轉型。
—加強電網韌性建設與極端環境適應能力。面對極端氣候頻發的新態勢,應加快韌性電網體系建設,推進電網結構的多通道化、分區化和備用路徑配置。鼓勵關鍵負荷節點部署區域級儲能系統、柔性負荷調節設備及智能化監測裝置,增強源網荷儲一體協同能力。在規劃層面建立“極端工況預審”機制,提升系統在高溫、高風速、大負荷等邊界條件下的運行可控性。
—深化電力市場機制與監管制度改革。完善與新能源發展相匹配的輔助服務市場與容量補償機制,激勵市場主體主動提供調頻、調壓、備用等系統支撐服務。將“穩定性貢獻”納入發電側價格機制,對具備支撐能力的主體給予優先調度和定向補貼。西葡兩國雖然在政策上積極支持新能源發展,但監管明顯滯后:事故前雖已有監測系統預警頻率波動,但因缺乏強制性響應機制未能阻斷事故鏈條。這暴露出新能源接入管理機制與系統穩定性需求之間存在明顯錯位。應以此為鑒,強化區域電網的穩定性年度審查機制,推動從“結果導向”向“過程合規”轉變,實施電源并網安全責任制,對新能源企業建立“并網前評估、并網中監控、并網后問責”的全流程合規閉環。
事故也警示各國,能源轉型不能以犧牲系統穩定為代價,安全性與綠色性必須協同推進。脫碳路徑設計要同步納入調節能力、韌性能力與應急機制,否則風險將借電網迅速放大,反噬轉型成果。

責任編輯:葉雨田

