文/張蕾 張鵬 陳培培

此次停電是由一系列因素共同作用下的巧合導(dǎo)致的。

西班牙是歐洲能源轉(zhuǎn)型的“排頭兵”。作為歐盟“Fitfor55”政策（2030年溫室氣體減排55%）的核心參與國，西班牙不僅超額完成了歐盟要求的2030年可再生能源占比42.5%目標（自身設(shè)定為81%），而且成為歐洲第二大光伏市場（僅次于德國）、第三大風(fēng)電市場（僅次于德國、英國）。2024年，西班牙電力市場迎來了里程碑式的突破：可再生能源發(fā)電量占比首次超過56%，連續(xù)第三年成為電力凈出口國，標志著其從“傳統(tǒng)化石能源依賴”向“可再生能源主導(dǎo)”的轉(zhuǎn)型進入了關(guān)鍵階段。

西班牙與法國雙向輸電能力均為380萬千瓦，西班牙與摩洛哥輸電能力60萬～90萬千瓦，與安道爾、摩洛哥僅有部分低壓線路互聯(lián)。

4·28事故過程與回顧

2025年4月28日，西班牙、葡萄牙發(fā)生遭遇歐洲近年來最嚴重的大停電事件。其影響伊比利亞半島5000萬人，停電區(qū)域波及法國南部，對經(jīng)濟社會正常運轉(zhuǎn)造成嚴重影響。西班牙在5秒內(nèi)損失了15GW的發(fā)電能力，相當于全國60%的電力供應(yīng)。本次事件中，西班牙一度進入國家緊急狀態(tài)。停電直至4月29日11時恢復(fù)，停電時長接近23個小時。與西班牙電網(wǎng)相連的葡萄牙，也出現(xiàn)了大范圍停電。兩國交通癱瘓、通信中斷，民眾生活陷入混亂。電力供應(yīng)次日基本恢復(fù)。這是歐洲近年來最嚴重的斷電事件之一。

事故前系統(tǒng)頻率接近50Hz，電壓普遍在410～420kV的正常運行范圍。電網(wǎng)負荷約25180MW。

階段0(9:00—12:00):電壓不穩(wěn)定

4月28日早上以及之前的數(shù)日內(nèi)，系統(tǒng)出現(xiàn)了包括劇烈波動的電壓不穩(wěn)定現(xiàn)象。盡管整體電壓值未超出操作規(guī)范范圍，但從06:00起就出現(xiàn)波動趨勢，特別是在09:00后振蕩加劇，09:02系統(tǒng)頻率出現(xiàn)-148MHz偏移，系統(tǒng)雖仍保持在操作規(guī)定范圍內(nèi)，但電壓不穩(wěn)定已顯著并引發(fā)部分運營商關(guān)注。

階段1（12:00—12:30）：系統(tǒng)振蕩

第一次振蕩（12:03）：頻率0.6Hz，幅度70MHz，歷時約4分42秒引發(fā)南部與西部地區(qū)劇烈電壓擺動，振蕩范圍甚至影響法國及德國。西班牙電網(wǎng)采取措施:與法國RTE協(xié)調(diào)減少互聯(lián)輸電、調(diào)整HVDC運行模式、增開5條400kV線路，但副作用是增加了電壓。

第二次振蕩（12:19）：頻率0.2Hz，幅度200MHz，持續(xù)3分20秒；觸發(fā)全國多個區(qū)域電壓快速波動，振幅可達23kV；屬于“歐洲自然振蕩模式”之一（東—中—西部模式）。西班牙電網(wǎng)采取措施：繼續(xù)執(zhí)行網(wǎng)間出口限制，計劃啟動更多控制能力電廠，但未能在事發(fā)前完成。該措施進一步導(dǎo)致了電壓上升。

階段2（12:32—12:33:18）：過電壓導(dǎo)致發(fā)電損失

電網(wǎng)電壓線性上升至420kV以上，分布式和大型機組累計脫網(wǎng)525MW裝機，其中317MW裝機為≤1MW分布式。

12:32:57：西班牙南部電網(wǎng)出現(xiàn)第1次機組脫網(wǎng)情況，電網(wǎng)頻率突降約0.03Hz，之后維持在49.95Hz左右。

12:33:16.5：西班牙南部電網(wǎng)出現(xiàn)第2次機組脫網(wǎng)情況，電網(wǎng)頻率突降約0.05Hz，之后維持在49.9Hz左右。

12:33:17.8：西班牙南部電網(wǎng)出現(xiàn)第3次機組脫網(wǎng)情況，電網(wǎng)頻率突降約0.05Hz；至此，西班牙電網(wǎng)電源脫網(wǎng)量總計220萬千瓦，引發(fā)西班牙、葡萄牙電網(wǎng)頻率下降和電壓上升。

階段3（12:33:18—12:33:30）：系統(tǒng)崩潰直至零電壓

發(fā)電損失引發(fā)頻率下降和電壓異常擴展，局部失控傳導(dǎo)至全網(wǎng)。電壓升至部分節(jié)點450kV以上，進一步引發(fā)逆變器保護動作，導(dǎo)致更多發(fā)電單元脫網(wǎng);從西南向東北部呈“級聯(lián)崩潰”態(tài)勢，系統(tǒng)無法恢復(fù)平衡。最終，全部電壓歸零，西班牙與葡萄牙電網(wǎng)自歐洲大陸同步電網(wǎng)中斷連接進入“全停狀態(tài)”。

12:33:18—12:33:21:西班牙、葡萄牙電網(wǎng)頻率持續(xù)跌落至48.0Hz，觸發(fā)西班牙和葡萄牙觸發(fā)低頻減載動作。

12:33:21:西班牙—法國交流聯(lián)絡(luò)線失步保護裝置動作，西葡電網(wǎng)與歐洲主網(wǎng)解列。

12:33:24:西班牙、葡萄牙電網(wǎng)崩潰，西班牙與法國的直流線路停運。

階段4（4月28日12:33:30—4月29日14:36）：供電恢復(fù)

通過國內(nèi)機組漸次并網(wǎng)和跨國互聯(lián)最大化進口，西班牙和葡萄牙采用分區(qū)恢復(fù)計劃，各分區(qū)利用本地水電以及西法、西—摩等跨國互聯(lián)支援進行恢復(fù)，逐步增加發(fā)電和負荷。當滿足充裕性和穩(wěn)定性條件時，各區(qū)域電網(wǎng)重新進行互聯(lián)，直至全國電網(wǎng)恢復(fù)。

根據(jù)西班牙電力危機分析委員會報告，事故原因分析主要歸納為以下三點。

（1）系統(tǒng)整體電壓調(diào)控能力表現(xiàn)出明顯不足。

首先，事故發(fā)生前一日（即4月27日），調(diào)度部門雖已按照計劃安排了10座具備動態(tài)電壓調(diào)節(jié)功能的同步機組在次日（28日）并網(wǎng)運行，但實際投入運行的數(shù)量創(chuàng)下年度新低，導(dǎo)致系統(tǒng)初始電壓支撐能力偏弱。

其次，部分按照調(diào)控目標被激勵性并網(wǎng)、具備電壓調(diào)節(jié)義務(wù)的機組，未能有效響應(yīng)調(diào)度中心下發(fā)的降壓控制指令，甚至出現(xiàn)無功輸出方向與要求相反的情況，從而在關(guān)鍵時段進一步推高系統(tǒng)電壓，削弱了調(diào)控措施的實效性。

（2）系統(tǒng)振蕩問題進一步干擾了電壓穩(wěn)定控制。

首輪顯著振蕩起源于伊比利亞半島某局部電源。其擾動傳播導(dǎo)致系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)被迫調(diào)整，從而增加了電壓調(diào)節(jié)的復(fù)雜度。

第二次振蕩發(fā)生后，調(diào)度機構(gòu)雖計劃啟用一臺對電壓支撐具備關(guān)鍵作用的機組，但受制于啟動條件及響應(yīng)時間，該機組未能在系統(tǒng)解列前實現(xiàn)并網(wǎng)運行，錯失了關(guān)鍵支撐窗口。

（3）多個發(fā)電機組在事故演進過程中脫網(wǎng)，且部分跳閘行為存在合理性疑問。

一方面，有機組在輸電網(wǎng)電壓尚處于規(guī)定運行范圍（通常為380kV至435kV）時即發(fā)生解列，反映出保護動作可能過于保守。

另一方面，亦有機組在系統(tǒng)電壓短時突破保護限值后才被迫脫網(wǎng)，表明其耐受特性或保護設(shè)定邊界不足。在未實施時間延遲與電壓容差機制的條件下，這些不當脫網(wǎng)行為放大了電壓擾動的連鎖效應(yīng)。

不同機構(gòu)對本次事故

的調(diào)查觀點

國家安全委員會（2025年6月17日）發(fā)布的《關(guān)于2025.4.28電力危機的分析報告》認為：

1)系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)能力不足。4月27日，運營商僅安排10座常規(guī)發(fā)電廠于次日投入運營，且1座發(fā)電廠發(fā)生停運，系統(tǒng)未安排電廠進行替代，故障時部分電廠沒有及時響應(yīng)甚至錯誤響應(yīng)電壓調(diào)節(jié)操作。

2)伊比利亞半島一個電廠導(dǎo)致電網(wǎng)發(fā)生電壓波動。

3)電廠低電壓穿越策略導(dǎo)致脫網(wǎng)，事故范圍擴大。

國家電網(wǎng)運營商REE（2025年6月18日）發(fā)布的《Black out in panish Peninsular Electrical Systemthe 28th of April 2025》認為：

1）系統(tǒng)故障前出現(xiàn)多次振蕩，為某光伏電廠導(dǎo)致，系統(tǒng)按規(guī)則抑制了振蕩；REE認同voltage surge（電壓激增或電壓浪涌）是停電的直接原因，但將主要責(zé)任歸咎于傳統(tǒng)發(fā)電廠未能控制電壓水平，指出4月28日發(fā)電廠停電的異常情況以及運輸網(wǎng)絡(luò)的電力需求意外激增，否認其能源結(jié)構(gòu)誤判是關(guān)鍵因素。

2）故障發(fā)生時，配網(wǎng)變電站發(fā)生非計劃性脫網(wǎng)，多個變電器未正確調(diào)整分接頭，導(dǎo)致無功上升無法抑制。

3）并非系統(tǒng)配置不當，而是系統(tǒng)電廠未能跟蹤系統(tǒng)指令。

電廠聯(lián)盟（2025年6月23日）進行了第三方測試報告（未對外公布）僅給出結(jié)論性意見：支持政府結(jié)論，停電是由于REE錯誤計算導(dǎo)致的。

雖然西班牙業(yè)內(nèi)各方對于本次事故的原因存在互相推諉的情況，但各方對于西班牙未來的電力系統(tǒng)的發(fā)展發(fā)出了警示。具體內(nèi)容如下：

1）電網(wǎng)調(diào)度中心始終未能完全掌握系統(tǒng)的響應(yīng)情況。

REE在處理措施時僅依靠電壓、頻率等若干指標，在實時運行中未給出可信的0.2Hz振蕩來源，且在事后分析中其顆粒度僅下沉到變電站側(cè)，對12:22等時刻出現(xiàn)的負荷激增現(xiàn)象未進行深入分析報告中出現(xiàn)多次系統(tǒng)變壓器未按規(guī)定動作進行響應(yīng)。

系統(tǒng)在12:22安排兩臺啟動超過1小時的燃氣機組提供無功支撐，未能及時補充電壓服務(wù)。

2）輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)之間協(xié)同能力低下。

西班牙電網(wǎng)導(dǎo)則中光伏、風(fēng)電場采用固定功率因素角控制，系統(tǒng)無功支撐僅靠火電、燃氣等少量機組支撐。

3）對未來系統(tǒng)風(fēng)險缺乏認知。

事后證明，系統(tǒng)采取的多次采用相同的抑制振蕩措施(降聯(lián)絡(luò)線、脫開并聯(lián)電抗器)，實際降低了系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定防御能力,疊加設(shè)備故障導(dǎo)致過電壓脫網(wǎng)。REE在事前策略整定時缺乏足夠風(fēng)險認知。

4）缺乏更靈活的主動防御能力。

系統(tǒng)措施單一，在低頻振蕩抑制采用單純切功率策略，在出現(xiàn)過電壓問題時各機組動作間缺乏協(xié)調(diào)，導(dǎo)致故障范圍不斷擴大。

5）黑啟動電源缺失。

全網(wǎng)僅配置有3GW的水電機組作為黑啟動電源，聯(lián)絡(luò)線傳輸極限低，耗時約15小時才恢復(fù)供電。

中國國家電網(wǎng)根據(jù)上述報告分析認為，此次停電是由一系列因素共同作用下的巧合導(dǎo)致的。這些因素包括低頻振蕩、電壓浪涌以及新能源的斷接。然而，本質(zhì)是電力系統(tǒng)安全與穩(wěn)定基礎(chǔ)長期削弱所導(dǎo)致的必然結(jié)果，暴露出眾多問題，如穩(wěn)定性基礎(chǔ)、源網(wǎng)協(xié)調(diào)、故障防御線和體制機制等。具體如下：

1）電網(wǎng)穩(wěn)定性基礎(chǔ)薄弱和長期未解決的規(guī)劃滯后問題。

2）源網(wǎng)協(xié)調(diào)不當和級聯(lián)跳閘導(dǎo)致事故擴大。

3）不匹配的故障防御線路未能防止系統(tǒng)崩潰。

4）市場機制中缺乏最低啟動模式或黑啟動，用以支持電網(wǎng)安全。

對我國電力系統(tǒng)的啟示

當前我國大型風(fēng)電場、光伏電站雖然已具備相對完善的電壓穿越、無功功率調(diào)節(jié)及電壓控制能力，但無功補償設(shè)備質(zhì)量差別較大，無功—電壓調(diào)節(jié)特性差異顯著，實際運行情況可能不理想。以某500kV變電站為例，在人工短路試驗中發(fā)現(xiàn)片區(qū)靜止無功發(fā)生器在故障期間僅1/3正確響應(yīng)，動態(tài)無功支撐能力難以滿足高比例新能源接入場景下的電壓穩(wěn)定需求。建議“十五五”期間，統(tǒng)籌源網(wǎng)荷儲規(guī)劃，專題開展電網(wǎng)無功支撐資源布局規(guī)劃研究加強源網(wǎng)荷儲各側(cè)動態(tài)無功補償裝置的配置，完善自動電壓控制功能，提升對電網(wǎng)電壓的控制能力。

我國新能源單機容量普遍較小、場站數(shù)量大，且新能源裝備處于快速研發(fā)迭代階段，型號版本多、參數(shù)差異大，內(nèi)部控制邏輯和參數(shù)不開放，實際模型難以準確掌握，大量分布式新能源向管理較弱的中低壓電網(wǎng)滲透，顯著增加了涉網(wǎng)管理難度，存在著異常擾動下脫網(wǎng)風(fēng)險。

建議修訂完善新能源涉網(wǎng)系列標準，細化明確故障穿越及涉網(wǎng)保護、寬頻阻抗特性參數(shù)工況一致性等重要參數(shù)整定要求。

隨著新能源的快速增長，我國電網(wǎng)運行逐步進入經(jīng)驗上的“無人區(qū)”、技術(shù)上的“深水區(qū)”，在新能源高滲透率運行方式下，電力電子變流器控制保護的非線性行為和多時間尺度耦合特性增加了系統(tǒng)擾動響應(yīng)的復(fù)雜性，電壓、頻率、振蕩等多種穩(wěn)定性問題交織，系統(tǒng)運行邊界及故障影響易突破預(yù)想空間。傳統(tǒng)基于離線計算分析的安全穩(wěn)定防御體系難以適應(yīng)，存在控制無解、失效或代價過大、防線間協(xié)同失配等問題。對于此次西葡大停電發(fā)生的電壓向上失穩(wěn)的連鎖故障過程，除當前第二三道防線除失步解列外缺乏有效、精準的阻斷、限制措施。

建議加強新能源高滲透系統(tǒng)振蕩形成機理、振蕩模態(tài)演變的研究，高度重視局部振蕩激發(fā)系統(tǒng)振蕩的風(fēng)險，建立振蕩預(yù)防、監(jiān)測、溯源和抑制控制體系。

當前，我國黑啟動電源更多依賴水電，燃氣輪機、儲能等支撐黑啟動尚未形成大規(guī)模的實際應(yīng)用。我國應(yīng)加強嚴格實施最低啟動要求，將最低啟動要求納入強制性規(guī)范，并加強對發(fā)電企業(yè)的管理，建立聯(lián)合協(xié)商機制，明確安全責(zé)任范圍。

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“十五五”規(guī)劃建議：加快建設(shè)新型能源體系，推動碳“雙控”轉(zhuǎn)型