近期，美國(guó)加利福尼亞州在高溫天實(shí)施輪流停電引起廣泛關(guān)注。本次加州輪流停電事件一方面說(shuō)明，光伏、風(fēng)電等電源出力具有波動(dòng)性、反調(diào)峰性，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成的威脅不容忽視。隨著分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展，通過(guò)聚合、協(xié)調(diào)優(yōu)化等手段，負(fù)荷側(cè)靈活資源有著極大的開(kāi)發(fā)利用空間。

美國(guó)加州20年來(lái)第一次“電力危機(jī)”

本次事件可追溯至美國(guó)西部時(shí)間8月14日（上周五），加利福尼亞州電力系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)營(yíng)商（California Independent System Operator，CAISO）發(fā)布三級(jí)緊急狀態(tài)，為20年來(lái)首次三級(jí)緊急狀態(tài)，一度中斷超過(guò)40萬(wàn)企業(yè)與家庭的電力供應(yīng)，持續(xù)了大約一個(gè)小時(shí)。

8月15日（上周六），CAISO再次對(duì)用戶(hù)實(shí)施輪流停電，超過(guò)20萬(wàn)用戶(hù)受到影響。據(jù)當(dāng)?shù)孛襟w消息，輪流停電措施將持續(xù)至8月19日（本周三）。在此期間，CAISO預(yù)計(jì)用電高峰期間電力缺口約440萬(wàn)千瓦，相當(dāng)于330萬(wàn)戶(hù)的居民用電。為此，建議相關(guān)供電公司每天15:00-22：00進(jìn)行持續(xù)時(shí)長(zhǎng)1-2小時(shí)的輪流停電，并呼吁電力用戶(hù)在該時(shí)間段減少空調(diào)、電動(dòng)汽車(chē)等大功率負(fù)荷用電。

加州“輪流停電”暴露出的兩大問(wèn)題

高滲透率光伏電源接入，疊加熱浪襲擊、疫情居家等因素，激化電力供需矛盾。

此次事件再次暴露出，光伏出力特性給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成巨大影響。截至2019年底，加州光伏的裝機(jī)容量為2740萬(wàn)千瓦，占美國(guó)總光伏裝機(jī)容量比例約36%，高居全美第一，光伏發(fā)電量占據(jù)加州總發(fā)電量比例約20%。在高比例光伏接入情況下，加州負(fù)荷曲線(xiàn)為“鴨型”曲線(xiàn)，即負(fù)荷曲線(xiàn)在中午附近到達(dá)低點(diǎn)，在15:00點(diǎn)之后開(kāi)始上升，負(fù)荷曲線(xiàn)峰谷差大，為加州電力調(diào)度帶來(lái)困難。為此，加州一直非常重視需求響應(yīng)發(fā)展，通過(guò)相關(guān)激勵(lì)手段，調(diào)動(dòng)負(fù)荷側(cè)靈活資源積極性，以解決電力供需矛盾。但是，此次罕見(jiàn)熱浪襲擊，加之受疫情影響，居民大多居家，使得空調(diào)等大功率負(fù)荷激增，大大激化了原有電力供需矛盾。

供需緊張情況下，電力及上游能源供應(yīng)價(jià)格高漲。

電力供需緊張?jiān)陔娏吧嫌文茉词袌?chǎng)上，造成了一系列連鎖影響。因加州在電源側(cè)的調(diào)峰資源，很大程度依靠天然氣機(jī)組，在當(dāng)前情況下，加州每立方米天然氣價(jià)格三天內(nèi)上漲2.19美元，平均價(jià)格達(dá)到6.655美元，約為平時(shí)價(jià)格的一倍。天然氣價(jià)格迅速上漲直接傳導(dǎo)到電力現(xiàn)貨交易市場(chǎng)，導(dǎo)致尖峰電價(jià)最高達(dá)1000美元每兆瓦時(shí),按此估算，度電成本達(dá)到60美元每千瓦時(shí)（尖峰電價(jià)根據(jù)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)報(bào)價(jià)準(zhǔn)實(shí)時(shí)波動(dòng)，單一研究某個(gè)時(shí)段均不具代表性，因此本計(jì)算按1000美元每兆瓦時(shí)尖峰電價(jià)不變估算）。與當(dāng)?shù)鼐用衿綍r(shí)用電平均成本19.2美分每千瓦時(shí)相比，超出300倍，為疫情下已經(jīng)較為脆弱的用戶(hù)經(jīng)濟(jì)承受能力雪上加霜。

本次加州“電力危機(jī)”對(duì)我國(guó)的啟示

一、多情形疊加會(huì)極限考驗(yàn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行能力。

本次加州輪流停電事件一方面說(shuō)明，光伏、風(fēng)電等電源出力具有波動(dòng)性、反調(diào)峰性，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成的威脅不容忽視，尤其是高比例接入情形下，急需開(kāi)展電力電子化電力系統(tǒng)穩(wěn)定性基礎(chǔ)分析、電力電子化電源的寬頻帶振蕩特性等基礎(chǔ)理論研究，完善電力系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)體系，突破海量超電磁暫態(tài)仿真技術(shù)瓶頸，提高電網(wǎng)仿真分析能力，支撐對(duì)電網(wǎng)特性的深度認(rèn)知。另一方面，高比例光伏接入、罕見(jiàn)高溫、疫情居家等多因素交織，充分表明在電網(wǎng)安全運(yùn)行中，考慮單一因素具有一定局限性，多種情景疊加將進(jìn)一步大大考驗(yàn)電網(wǎng)供電能力，需要在規(guī)劃、運(yùn)行、營(yíng)銷(xiāo)乃至應(yīng)急等環(huán)節(jié)予以充分考慮，才能確保供電可靠性。

二、充分利用負(fù)荷側(cè)靈活資源是化解電力供需矛盾的重要途徑

隨著分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展，通過(guò)聚合、協(xié)調(diào)優(yōu)化等手段，負(fù)荷側(cè)靈活資源有著極大的開(kāi)發(fā)利用空間。美國(guó)加州長(zhǎng)期重視發(fā)揮負(fù)荷側(cè)潛力，在此次事件中，CAISO呼吁用戶(hù)通過(guò)錯(cuò)峰用電、調(diào)高空調(diào)溫度等措施，化解供需矛盾。我國(guó)經(jīng)過(guò)多年摸索，在靈活資源利用上取得了顯著成效，江蘇建成大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)柔性負(fù)荷進(jìn)行策略引導(dǎo)和集中控制，具備260萬(wàn)千瓦毫秒級(jí)、376萬(wàn)千瓦秒級(jí)精準(zhǔn)負(fù)荷控制能力，有效增強(qiáng)了電網(wǎng)供應(yīng)保障能力。

三、發(fā)揮體制優(yōu)勢(shì)保障電力民生領(lǐng)域價(jià)格穩(wěn)定

電力服務(wù)具有普惠特點(diǎn)，涉及民生問(wèn)題。本次加州事件中，電價(jià)飛漲加重了疫情期間居民、企業(yè)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展造成巨大影響，因此，加州州長(zhǎng)紐森表示“在沒(méi)有事先警告或沒(méi)有足夠準(zhǔn)備時(shí)間的情況下，停電是不可接受的”，要求相關(guān)能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)此次事件進(jìn)行深入調(diào)查。反觀國(guó)內(nèi)，新冠疫情期間電網(wǎng)企業(yè)主動(dòng)擔(dān)當(dāng)，扎實(shí)落實(shí)國(guó)家電價(jià)優(yōu)惠政策要求，并于今年持續(xù)執(zhí)行優(yōu)惠電價(jià)，有力支撐我國(guó)“六穩(wěn)”、“六保”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，充分體現(xiàn)出我國(guó)體制優(yōu)勢(shì)。可見(jiàn)，我國(guó)電網(wǎng)健康發(fā)展需要堅(jiān)持制度自信，發(fā)揮國(guó)有企業(yè)“六個(gè)力量”，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和民生改善提供有力保障。