發(fā)達國家中,美國的停電事故比其他任何國家都要多。這是美國能源部透露給全世界的公開秘密:超級大國,電網很弱。今年感恩節(jié),30萬美國人民再一次體驗突然而來的“失明癥漫記”。美國大電網,問題何在?
7月13日紐約大停電時場景
超級大國電網痛點何在
2019年,“大停電”三個字的曝光率好像比往年更高一些。
3月~7月,委內瑞拉4次大停電;6月,阿根廷、烏拉圭大停電;7月,美國紐約大停電;8月,英國倫敦大停電;11月,美國加州大停電……
從更長時段來看這張大停電名單,美國也很矚目:1965年,東北部7個州突然斷電;1977年,紐約大停電;1996年,西部多個州兩次大停電;1998年,東部大停電;2003年,美加聯(lián)合電網大停電;2005年,加州南部地區(qū)大停電;2014年,東北部大停電;2019年7月,紐約大停電……
分散之痛
目前,美國沒有一張真正意義的“國家”電網:美國電網大部分線路、變電站都屬于私營公司,東部、西部、德克薩斯三大區(qū)域電網里,500多家電網運營公司各占山頭,自己玩自己的。
電網產權分散導致美國沒有一個統(tǒng)一的調度中心,結果也很顯然:一則多調度中心之間彼此交流有限,讓每一個都只能“盲人摸象”,缺少對整體電網的掌控,所以,無論想達到電力電量平衡,還是想及時處理事故,都缺少緊密的協(xié)調力;二則電網發(fā)展規(guī)劃雜亂無序且破碎,各電網不同電壓等級之間電磁環(huán)網方式運行,容易引起連鎖反應,導致大面積停電事故。有美媒用“巴爾干化”形容美國電網不是沒有道理。
衰老之痛
資本逐利性在美國電網上的直觀映射就是設備老舊——不愿意在電網基礎設施的升級改造上花錢。再加上美國聯(lián)邦政府、各州和地方都有權監(jiān)督電力系統(tǒng),看似人人都在管,但管的角色變來變去,權責不明,想從誰那里掏幾個子兒都不容易。
美國能源部有一組數(shù)據:美國70%的輸電線路和電力變壓器運行年限在25年以上,60%的斷路器運行年限超過30年,很多電網設備都在極限狀態(tài)“繃著弦兒”運行,隨時都可能崩潰,進而發(fā)生多米諾骨牌式的連鎖坍塌。
這些痛點不僅讓美國電網安全成問題,“弱不禁風”的體質,也跟不上能源轉型的節(jié)奏。
11月18日,包括民主黨總統(tǒng)參選人伯尼-桑德斯和伊麗莎白-沃倫等多位參議員給新英格蘭地區(qū)電網運營商發(fā)了一封信,質疑新英格蘭系統(tǒng)運營商的相關市場規(guī)則阻礙清潔能源的并網消納,與該地區(qū)雄心勃勃的減碳政策不符。而該電網運營商的CEO在回信中反復強調了電網安全穩(wěn)定運行的重要性。
目前,美國不少州積極推出進取的清潔能源政策,但消納更多的清潔能源需要在更大范圍實現(xiàn)能源配置,美國三大交流電網之間通過直流松散連接,各電網運營商主要在自己的“地盤”里促成電力平衡,“巴爾干式”的電網形態(tài)使清潔電能的遠距離傳輸非常艱難。再加上反復多次大停電實在讓電力公司“掉粉”嚴重,用電客戶失去對電力公司的信心,“反求諸己”:分布式光伏、儲能、微網項目得到大量支持。
僅僅靠分布式、儲能、微網就能解決問題嗎?這要打個大大的問號。不少專家認為未來電網必將是兩種模式的交融:一是互聯(lián)的大電網,消除地區(qū)以及能源市場之間的障礙;二是包含分布式電源、儲能等的小型自足配電網,通過智能控制形成主動配電網。這兩種模式融合才能支撐一個低碳、經濟、安全的能源系統(tǒng)。
升級大電網路途固然坎坷,美國電網發(fā)展若只能單條腿走路,能走多遠?
電網調度一體化提供系統(tǒng)性思維
這次美國大停電后,局座召忠誠懇地建議“國家電網安排一下?”之前幾次大停電,也有不少網友直言:對比之后,才知道中國電網那么強大。
滿滿自信源于中國電網確實“能打”:世界唯一20年來沒有發(fā)生過大停電的大電網。如果考慮中國電網有多復雜、有多大、為多少人供電,這份成績單含金量真的很高。
對中國電網來說,成績優(yōu)秀是必然,秘訣是具有“系統(tǒng)性思維”。
系統(tǒng)性思維源自何處?
電網調度一體化的機制。它在兩個層面保證了中國大電網面對問題能夠提供系統(tǒng)性的解決方案:橫向,從根本上把電網調度、規(guī)劃、建設、設備監(jiān)控等專業(yè)攢成一只拳頭,目標一致、協(xié)調有效;縱向,基于電網的龐大垂直結構能夠“一竿子捅到底”,責任清晰、響應迅速。
電網調度一體化的制度優(yōu)勢,在中國大電網發(fā)展的過程中發(fā)揮了重要作用。有部分人認為,這種優(yōu)勢已經是過去式,進而基于國外經驗等質疑“一體化”的現(xiàn)實意義。
果真如此嗎?當今能源電力的三個重大主題——電網安全、能源轉型、電力市場建設,單靠簡單線性思維,恐怕遙遙無期。電網調度一體化所代表的系統(tǒng)性思維,有必要性,也有現(xiàn)實性。
保障電網安全
電力系統(tǒng)最大的特性就是實時平衡,大規(guī)模儲能在技術和經濟上都還有短板。這就需要一個中心化的調度機構來組織電力各個環(huán)節(jié)的運轉——客觀上要求調度必須很懂電網。目前中國電網又處于一個深刻變化的階段,新能源高比例滲透、電力系統(tǒng)電子化、“強直弱交”矛盾等,電網安全風險一直都有——這就要求調度能夠預判風險、集中高效協(xié)調關系。
電網與調度一體化使得調度與規(guī)劃、建設、設備等各專業(yè)能樹立共同的目標“電網安全穩(wěn)定運行”。而且中國大電網能夠堅挺20年是實打實的成績單,證明并一再證明,電網調度一體化是科學的、安全的、符合運行規(guī)律的。
助力能源轉型
能源轉型的重要命題就是電氣化、低碳化。一方面電在終端消費中比重上升,另一方面清潔的綠電還得占大頭。目前,新能源和分布式電源快速發(fā)展,新能源具有隨機性、波動性,接入電網使得電網潮流多變、穩(wěn)定性復雜。電網調度在長期的實際運行中最清楚電網的特性和短板,電網調度一體化既能在調度運行中充分發(fā)揮大電網平臺作用消納新能源,又能在電網的發(fā)展規(guī)劃中借鑒調度實際運行經驗。
支撐電力市場建設
部分聲音認為,調度是公共權力,應該獨立于電網,否則會出現(xiàn)“權力”尋租,不利于電力市場的建設。恰恰相反:一來經過輸配電價成本重新核定,電網只收取“過網費+部分合理收益”,沒有尋租的動機和機制;二來調度在電力市場主要承擔“安全校核”,執(zhí)行電力交易結果,并沒有權力決定市場利益分配和資源配置;三來電網和調度都接受嚴格的監(jiān)管,嚴格遵守“三公”,泛在電力物聯(lián)網建設也使得電網業(yè)務數(shù)字化、透明化。
不僅如此,電網調度一體化有利于電力市場建設。如今,各地的電力現(xiàn)貨市場試點都是由調度中心牽頭組織。實時的物理交割必須要對電網安全約束條件門清,保證電力交易結果可執(zhí)行,而電網調度一體化正能提供支撐。
回到最開始的美國大停電問題。 固然美國電網缺少系統(tǒng)性思維,但根本上還是沒有底線思維。
電網的底線思維毫無疑問應當是安全。“道路千萬條,安全第一條”,安全是一切發(fā)展的基礎。沒有安全這個立住的“1”,后面再多“0”也毫無意義。守住了大電網安全的“1”,討論電力工業(yè)的整體發(fā)展,能源的轉型,才有價值。而這些重大議題,都應當而且能夠在電網調度一體化的框架內解決。
唯有此,才有底氣管它春夏和秋冬。