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一场大火引发的墨西哥大停电争辩

日期:2021-01-22    来源:国家能源报道  作者:周锋 汤琼 王乾坤

能源资讯中心

2021
01/22
11:39
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关键词: 墨西哥电网 可再生能源 停电事故 化石燃料

新冠疫情期间,持续可靠电力供应对维系生产生活秩序的重要性尤为凸显。而就在当地时间2020年12月28日下午,拉美国家墨西哥发生了一起大面积停电事故,停电波及包括首都墨西哥城在内的12个州,导致约1030万人用电中断接近2小时。据官方报道,塔毛利帕斯州的大面积野火导致可再生能源主要输电通道被切断,引发大量可再生能源发电机组脱网,全网系统不平衡功率急剧增大,最终引发大停电。为此,高比例可再生能源被认为是事故停电的间接助推手,事实真的如此吗?各方围绕此次大停电原因展开了激烈争论。

墨西哥大停电事件回顾

墨西哥电网由10个区域电网组成,电网主干网络电压等级是400千伏和230千伏。电网线路全长约11万千米,其中400千伏和230千伏输电线路总长度超过了5.4万千米。墨西哥全国电力总装机容量约8000万千瓦,其中传统化石燃料发电装机占比约66%,可再生能源发电装机占比约28%。全国用电总负荷约3600万千瓦,年发电量约3640亿千瓦时。

当地时间12月28日14时27分,由于墨西哥东北部塔毛利帕斯州发生野火,塔毛利帕斯—新莱昂州跨州400千伏输电线路Ⅰ、Ⅱ回在一分钟内相继发生故障。

事故前,南北断面潮流较高,塔毛利帕斯—新莱昂州跨州400千伏双回输电线路故障引发南北输电断面功率越限,进而导致马萨特兰—特皮克两回400千伏输电线路以及杜兰戈—弗雷斯尼约单回230千伏线路退出运行。南北输电通道潮流骤减,加剧了各区域供需不平衡,导致16座发电站、总计926.2万千瓦发电装机脱网(约占当时系统总负荷26%,其中燃气联合循环、太阳能发电、风电、其他化石燃料发电机组分别占比67.5%、18.5%、9.5%、4.5%)。系统出现动荡,不平衡功率一度达到750万千瓦,接近系统最大出力的10%,自动保护装置相继动作切除相关用电负荷,最终引发大停电。本次事故主要影响了东北部、西部、中部地区居民用电。经过电力企业紧急应对,电网于当日16时30分恢复所有停电用户供电,停电时间约2小时。

高比例可再生能源是主要原因吗

事故当天,脱网的900多万千瓦发电容量中,可再生能源比例占比28%,如此高比例可再生能源接入是否助推了本次事故?墨西哥国家能源控制中心总经理卡洛斯宣称:“2条400千伏故障线路是输送可再生电力重要通道,高比例可再生能源接入电网是事故诱因之一。”墨西哥国家电力公司规划主管吉尔莫也认为:“针对本次停电事故,公司需要重视对间歇性能源发电入网许可和测试,尤其需要仔细校核N-2故障后大规模可再生能源脱网情况下电力系统的暂态稳定性。”然而,美国和墨西哥有关高校专家却认为,本次事故不应归责于可再生能源。美国麻省理工学院教授卢尔德、墨西哥蒙特雷科技大学教授保罗认为:“与欧洲很多国家相比,墨西哥可再生能源占比并非特别高,把停电责任推给可再生能源完全是政治考量,墨西哥国家电力公司的目的是维持传统能源地位,阻止可再生能源份额进一步增长。”

停电事故的根本原因探究

在本次停电事故中,2条400千伏输电线路的故障中断在短时间内引发同一输电断面另外2条400千伏输电线路及1条230千伏输电线路退出运行,最重要的南北互联通道仅剩2条400千伏线路运行。虽然可再生能源接入对系统稳定性造成一定影响,但发电机脱网最多的是联合循环发电装机。

当地有关业内专家就指出,输电通道紧张或是造成南北输电断面5条输电线路相继中断的根本原因。墨西哥前总统潘尼亚尼托就曾提出,至少需要新建两条跨区输电线路,一条是连接下加利福尼亚半岛独立系统(BC)与墨西哥国家互联系统(SIN)的±500千伏下加州高压直流输电项目,另一条是旨在将墨西哥南部风电送至首都墨西哥城的±500千伏特墨直流输电工程,这两个跨区输电项目曾经一度启动招标,但却被本届政府紧急叫停取消。此外,也有专家指出,墨西哥很多城市之间输电通道缺乏协调性,导致在线路发生故障时不能及时相互支援,恢复供电,从而扩大停电范围。

墨西哥能源转型之路任重道远

2020年12月29日,墨西哥现任总统洛佩斯在本次停电事故后的例行发布会上向国民保证,类似事故不会再次发生。他强调,“停电责任不在国家电力公司,那些企图利用这一事故推动墨西哥电力私有化的人不会得逞”,同时他再次重申了墨西哥政府通过能源改革强化墨西哥国家石油公司(PEMEX)和墨西哥国家电力公司(CFE)两大巨头在能源产业中领导地位的决心。

此前,墨西哥政府对外宣称,新冠疫情导致用电需求下降,具有波动、间歇性特征的可再生能源发电不利于电力系统稳定可靠运行,因此以保障疫情期间供电安全为由,一度中止了多项可再生能源发电项目。而能源转型和电力市场化改革拥护者则认为,这一举措是以疫情为借口,进一步干扰了可再生能源市场和电力市场发展,最终目的是为了保护传统能源供应商利益。

从全球来看,高比例可再生能源已经从梦想照进现实。德国风电和光伏发电量、丹麦风电发电量占用电量比重已经分别接近40%、50%。但这些国家和地区的高比例波动性电源接入电网并未导致大规模停电事故发生,其中一个重要原因就是重视输电网建设,拥有坚强电网网架结构和大范围互联水平,从而确保电力系统拥有充足的灵活性,能够实现紧急事故条件下的相互支援和互补互济。无论政策如何调整,能源低碳转型和可持续发展已是不以人的意志为转移的大趋势、大方向,与其以保守防备姿态管控新能源发展,不如顺势而为迎接挑战与变革,以大电网规划建设支撑高比例可再生能源开发利用,这不仅适用于墨西哥,也对后疫情时代各国经济和能源发展路径选择具有启示意义。

【作者单位:全球能源互联网集团有限公司(发展合作组织)】

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