冷喜武

（國家電網(wǎng)有限公司國調(diào)中心，北京市 西城區(qū) 100031）

0 引言

美國得克薩斯州(以下簡稱“得州”)當?shù)貢r間2021年2月15日凌晨01:25，得州電力可靠性委員會(Electric Reliability Council of Texas，簡稱 ERCOT，同時也是得州電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu))宣布啟動最高等級的三級緊急狀態(tài)，針對居民用戶和小型工商業(yè)用戶采取輪流停電措施[1]。因應(yīng)對不力，直至19日10:35供電才基本恢復(fù)正常。此次輪流停電事故由極端天氣影響下的供需失衡導(dǎo)致[2-7]，最高限電負荷超過1 650萬kW，約450萬人口用電受到影響。同時電力供應(yīng)不足導(dǎo)致得州現(xiàn)貨市場電價飆升至 9 000美元/(MW·h)(折合人民幣近60元/(kW·h))，是2020年平均電價22美元/(MW·h)的400多倍、最高電價100美元/(MW·h)的90倍。3月1日，得州最大的電力合作公司布拉索斯電力合作公司宣布破產(chǎn)，理由是該州電網(wǎng)運營商欠下的18億美元債務(wù)。

此次冬季風暴并非毫無預(yù)警，根據(jù) ERCOT發(fā)布的信息，早在 2020年 11月 5日，ERCOT氣象專家便準確預(yù)測了此次極寒天氣的可能性，然而超前的預(yù)警沒能敦促得州發(fā)電商未雨綢繆。這也并非得州第一次在寒潮中出現(xiàn)大規(guī)模缺電，在1989年和2011年的冬季得州分別經(jīng)歷了規(guī)模不小的停電事故，美國政府和專家也曾提出應(yīng)對緊急事件的改善建議，但前車之鑒未能成為后車之師。應(yīng)該從體制機制方面深入挖掘?qū)е麓舜屋喠魍ｋ娛鹿实纳顚哟卧?，在實現(xiàn)“2030碳中和、2060碳達峰”目標的背景下[8]，對我國高比例新能源電力系統(tǒng)發(fā)展予以警示和啟發(fā)。

本文介紹了得州電網(wǎng)的基本概況，梳理和分析了此次得州輪停事故的發(fā)展過程和深層次原因，從電源電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)運行以及電力市場建設(shè)等方面對我國電網(wǎng)改革提出相關(guān)建議。

1 得州電網(wǎng)基本情況

得州電網(wǎng)主網(wǎng)架電壓等級為345 kV，是一個獨立的交流電網(wǎng)，僅通過直流(總?cè)萘?125萬 kW)與Southwest Power Pool (SPP)、墨西哥電網(wǎng)相聯(lián)[9]。得州電網(wǎng)和電力市場均由獨立系統(tǒng)運營商 ERCOT負責運營，ERCOT不提供零售電力服務(wù)，也不擁有發(fā)、輸、配電資產(chǎn)。得州電網(wǎng)歷史最大負荷為7 482萬kW(2019年8月12日)，在今年之前最大冬季負荷為6 591.5萬kW(2018年1月17日)。

得州作為美國能源中心，在促進新能源發(fā)電方面一直走在世界前列，目前風力發(fā)電已成為該州的第二大電源。據(jù) ERCOT發(fā)布的數(shù)據(jù)，得州電網(wǎng)2020年冬季總裝機容量約1.04億kW，其中燃氣機組占比 53.4%，燃煤機組占比 13.8%，風電占比23.8%，核電占比5.0%，水電占比0.5%，光伏占比2.1%，考慮新能源的波動性、水電的季節(jié)性等因素，其可信容量(實際納入電力平衡的裝機容量)為8 243萬kW。事故發(fā)生前得州電網(wǎng)電力供應(yīng)情況如圖1所示。

得州的電力市場化改革手段也同樣激進[10-14]。1995年是該州電力市場化改革的元年，次年得州電力批發(fā)市場開始試運行，ERCOT成為全美第一個 ISO。得州電力市場是單純電能量市場(energy only market)，在高度市場化理念的驅(qū)動下，2014年 ERCOT引入實時備用價格增量(real-time reserve price adders，RTRPA)，這種稀缺電價機制能夠反映實時市場中備用資源的稀缺價值，但也在系統(tǒng)資源緊缺時存在批發(fā)電價飆升的風險。

圖1 事故發(fā)生前得州電網(wǎng)電力供應(yīng)情況Fig. 1 Power supply of Texas power grid before the accident

2 事故過程

2.1 事故前準備操作

當外部條件的變化使電網(wǎng)無法維系安全可靠運行狀態(tài)時，ERCOT會發(fā)布運行條件通告(operating condition notice)。通告類型主要包括咨詢(advisory)、監(jiān)視(watch)和能源緊急警報(EEA)等[15]。當運行備用分別小于3 000、2 500 MW且預(yù)期無法在30 min內(nèi)恢復(fù)時，ERCOT將通過熱線或公告欄向市場參與者發(fā)布事件咨詢(advisory)與監(jiān)視(watch)通告。當運行備用小于 2 300 MW時，則激活能源緊急警報(EEA)。EEA又進一步分為3個級別，其觸發(fā)條件如表1所示。

2月8日，ERCOT針對極端寒冷天氣事件發(fā)布情況通知，并發(fā)布在公共網(wǎng)站上；2月10日，在公共網(wǎng)站上發(fā)布關(guān)于極端寒冷天氣事件的公告，并向市場媒體代表發(fā)布最新的電網(wǎng)情況；2月11日，發(fā)布寒冷天氣事件檢測報告(熱線電話、市場參與者通知、公共網(wǎng)站)，通過社交媒體發(fā)布有關(guān)預(yù)報極端天氣的新聞；2月12日，召開得克薩斯州能源可靠性委員會會議；2月13日，國家行動中心通過新聞發(fā)布會發(fā)布預(yù)測保護警報；2月14日，發(fā)布呼吁節(jié)電的新聞稿，進行社會媒體宣傳，舉行媒體吹風會。

表1 EEA分級和觸發(fā)條件Tab. 1 EEA classification and trigger conditions

2.2 事故發(fā)展時序

2月 14日 07:06pm，得州電網(wǎng)負荷達到了69 222 MW，創(chuàng)冬季峰值負荷新紀錄。

2月15日00:12am，ERCOT監(jiān)測到系統(tǒng)備用響應(yīng)低于3 000 MW。

2月15日00:15am，系統(tǒng)備用低于2 300 MW，ERCOT發(fā)出EEA1級警報并觸發(fā)對應(yīng)操作。

2月15日01:07am，系統(tǒng)備用低于1 750 MW，警報升級至 EEA2級，ERCOT敦促部署節(jié)電措施。

2月15日01:20am，警報升至EEA3級，此時已累計損失發(fā)電量35 343 MW，ERCOT緊急啟動輪流限電措施，各輸電公司等比例開展有序用電，每戶每輪次停電時長為15～45 min，最大限電負荷達10 800 MW。

圖2為ERCOT公布的切負荷期間系統(tǒng)頻率變化曲線。當發(fā)電量逐步減少，系統(tǒng)頻率也逐步下降。大約01:50 am，頻率低至59.4 Hz，之后低于該頻率運行的時間長達4 min 23 s，期間系統(tǒng)通過2次分別切除3 000 MW和3 500 MW負荷，才阻止了系統(tǒng)頻率跌落的趨勢。

2月16日，得州斷電用戶達到峰值約490萬戶，負荷預(yù)測峰值達此次事故期間最大值76 819 MW，同時切除發(fā)電量也達到峰值52 277 MW，占總裝機容量的48.6%，如圖3所示。

2月17日，盡管氣溫回升使部分發(fā)電機組重新恢復(fù)運轉(zhuǎn)，但由于損失了中西部直流聯(lián)絡(luò)線的內(nèi)送電量，ERCOT表示仍需削減負荷14 000 MW。當晚，大約8 000 MW負荷得到恢復(fù)。

2月18日—20日，更多的發(fā)電機組重新投運，發(fā)電量持續(xù)增加。2月 18日 12:42pm，ERCOT宣布取消最后的有序停電命令，恢復(fù)了大型工業(yè)設(shè)施的并網(wǎng)。2月19日09:00—10:35am，EEA警報逐級解除。

圖2 事故過程的事件時序與系統(tǒng)頻率變化Fig. 2 Event sequence and system frequency change in accident process

圖3 得州2月14日—20日的切除負荷量Fig. 3 Load shedding from February 14 to 20 in Texas

受機組停運缺電影響，得州電力市場嚴重供不應(yīng)求，實時市場電價應(yīng)聲飆漲，最高達到 1.1萬美元/(MW·h)，見圖4，而通常情況下得州電力市場價格不超100美元/(MW·h)。

3 事故原因分析

圖4 得州電力市場2月10日—16日實時市場電價走勢Fig. 4 Trend of real time market price in Texas power market from February 10 to 16

此次得州輪流停電事故的直接原因是極端氣候引發(fā)的電網(wǎng)供需失衡：一方面，居民為了抵御嚴寒需要加開電熱取暖，電力需求急劇上升；另一方面，極低氣溫導(dǎo)致油氣輸油管道凍結(jié)、渦輪機結(jié)冰、老舊的煤電機組故障頻發(fā)，得州電網(wǎng)主要依賴的天然氣、風電等發(fā)電來源中斷，供電能力受限嚴重，同時高度獨立的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特性使其無法通過跨區(qū)互濟獲取外部支援。此外，得州電網(wǎng)應(yīng)對極端情況的緊急預(yù)案考慮不周也是不可忽略的內(nèi)部原因。

3.1 小概率極寒氣候的襲擊

本次得州遭受了30年一遇的極寒天氣，多地氣溫降至0 ℃以下，部分地區(qū)最低氣溫甚至達到-26 ℃，而往年二月份得州的最低氣溫為-3.3～13.3 ℃。由于得州已廣泛普及電采暖，氣溫驟降導(dǎo)致當?shù)鼐用翊箝_暖氣，引起得州電網(wǎng)負荷增長超出預(yù)期。得州2月14日—17日負荷預(yù)測和限電后實際負荷如圖5所示。

圖5 得州2月14日—17日負荷預(yù)測和限電后實際負荷Fig. 5 Load forecast and actual load after power restriction in Texas from February 14 to 17

與此同時，極寒天氣導(dǎo)致機組因設(shè)備故障跳閘、燃機因天然氣供應(yīng)不足停運、風電機組因設(shè)備結(jié)冰無法發(fā)電，總計約4 000萬kW機組無法正常運行，超過總裝機的 1/3，極大削弱了得州電網(wǎng)供電能力。

3.2 跨區(qū)互濟能力不足

由于政治經(jīng)濟等原因，得州電網(wǎng)相對孤立，主要依靠網(wǎng)內(nèi)電源實現(xiàn)電力平衡，僅通過5回直流(總?cè)萘?25萬kW)與美國其他地區(qū)電網(wǎng)和墨西哥電網(wǎng)相聯(lián)，跨區(qū)輸電能力僅占得州電網(wǎng)最大負荷的1.7%。當網(wǎng)內(nèi)供應(yīng)能力不足時，無法通過跨區(qū)互濟獲取外部支援，加劇了得州供電緊張形勢。

3.3 電力基礎(chǔ)設(shè)施投入不足

得州冬季溫暖、夏季炎熱，寒潮、暴風雪天氣較為罕見，發(fā)電機組等設(shè)備對低溫高濕環(huán)境的耐受性設(shè)計不足，加之服役年限較長，超過 20年的占到 1/3。圖 6為事故期間各種燃料類型機組切除的發(fā)電量，可以看到因風機槳葉覆冰和輸氣管道凍裂導(dǎo)致的風電和燃氣發(fā)電切除量占主導(dǎo)，但本該在低溫天氣下起支撐作用的煤電廠也出現(xiàn)部分故障無法并網(wǎng)發(fā)電的情況。

圖6 不同燃料類型機組的切除發(fā)電量Fig. 6 Generation capacity out by fuel type

根據(jù) ERCOT發(fā)布的報告，包括得克薩斯州公用事業(yè)委員會(PUC)或 ERCOT在內(nèi)的任何實體都沒有權(quán)利強制電力業(yè)者遵守天氣計劃或執(zhí)行最低天氣標準，發(fā)電機所有者和運營商無需滿足任何最低天氣標準要求，也無需對寒冷天氣的運行脆弱性進行詳細審查。當 ERCOT要求查看詳細的發(fā)電廠記錄時，只是由業(yè)主自己確認是否滿足天氣標準。缺乏對執(zhí)行最低天氣標準的強制性，發(fā)電商基于成本考慮自然不會對設(shè)備耐寒改造投入太多，這直接導(dǎo)致了此次寒潮中發(fā)電機組的大規(guī)模崩潰。

3.4 電源結(jié)構(gòu)不合理

得州近年來大力推進新能源發(fā)電，其中風電已成為僅次于天然氣發(fā)電的第二大能源供給，此次寒潮中風機凍結(jié)使風電可信容量非計劃停運400萬kW，發(fā)電占比由42%驟降至8%。結(jié)合國際國內(nèi)多次停電或電力緊缺事件[16-20]，在極端情形下新能源發(fā)電保障力系統(tǒng)可靠運行相比于傳統(tǒng)電源具有明顯劣勢，得州電網(wǎng)在進行能源改革時激進地采用新能源機組替代煤電機組，導(dǎo)致系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)資源配置不足，削弱了得州電網(wǎng)的運行可靠性。

3.5 應(yīng)急預(yù)案不充分

從 ERCOT發(fā)布的報告來看，委員會早已預(yù)測到寒冷天氣并且多次對當?shù)剡\營商發(fā)出警報。停電事故發(fā)生前的幾日多次召開新聞發(fā)布會和媒體吹風會，同時也對可能停電的風險采取了一些措施：考慮到天然氣的傳輸限制，要求得州鐵路委員會優(yōu)先安排天然氣運輸；取消影響 1 600多個電力傳輸設(shè)備的停電維護，并推遲了其他停電計劃；要求TCEQ/DOE在預(yù)期事件期間對電廠排放執(zhí)行自由裁量權(quán)。

盡管做了以上準備，ERCOT應(yīng)急預(yù)案仍未充分考慮極寒天氣下燃機等機組燃料供給、耐寒耐濕性能等問題。緊急情況下需求側(cè)響應(yīng)資源作用難以發(fā)揮，只能依靠用戶自發(fā)節(jié)能節(jié)電。在后續(xù)事故處理過程中，州政府缺乏協(xié)調(diào)能力，各主體責任不明確、搶修恢復(fù)慢、限電復(fù)電調(diào)度混亂，造成居民長時間缺電。

3.6 市場運行機制不完善

得州電力市場模式與加州和 PJM 市場模式不同，選擇單純電能量市場稀缺電價機制，沒有容量市場。雖符合其高度市場化的理念，但不適用于對高電價承受能力較弱的地區(qū)和用戶。實踐表明，單純的電能量市場價格難以有效引導(dǎo)長期投資，也缺乏對系統(tǒng)整體供應(yīng)安全的統(tǒng)籌考慮，反而會明顯增加居民用電負擔。

4 對中國電網(wǎng)改革的啟示與建議

此次輪流停電事故暴露了得州電網(wǎng)在新能源大規(guī)模發(fā)展的背景下，電源電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電力系統(tǒng)運行和電力市場建設(shè)等方面存在的問題。隨著我國“雙碳”目標的提出，推動能源轉(zhuǎn)型必將給我國電網(wǎng)帶來廣泛而深刻的變革，新能源裝機比例的快速提升將對我國電網(wǎng)規(guī)劃和保障安全穩(wěn)定運行帶來嚴峻挑戰(zhàn)。

4.1 合理規(guī)劃電源電網(wǎng)結(jié)構(gòu)

4.1.1 電源結(jié)構(gòu)規(guī)劃

此次停電事故中新能源發(fā)電本身具有的弱穩(wěn)定性備受關(guān)注，但同時應(yīng)該看到，常規(guī)天然氣電源在極端氣候下也具有脆弱性。寒潮來襲后，風電機組因槳葉覆冰脫網(wǎng) 400萬 kW，燃氣機組也因氣井減產(chǎn)、輸氣管道冰堵或凍裂出現(xiàn)非計劃停運近2 600萬kW，煤電機組也無法正常運行?，F(xiàn)階段能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型并不意味著可再生能源裝機和煤電裝機之間是非此即彼的關(guān)系，相反唯有構(gòu)建多元化的電能供給體系才能最大程度地保障極端情形下的電力可靠供應(yīng)。必須規(guī)劃各類電源有序開發(fā)，在促進新能源發(fā)展的同時，合理兼顧常規(guī)電源及靈活調(diào)節(jié)電源的發(fā)展規(guī)模和布局，推動我國電網(wǎng)發(fā)展“清潔低碳”和“安全高效”雙軌并行。

為了助力實現(xiàn)“雙碳”目標，大力發(fā)展風電和太陽能發(fā)電是我國未來電源結(jié)構(gòu)的基本；義無反顧發(fā)展水電，中國常規(guī)能源(其中水力資源為可再生能源，按技術(shù)可開發(fā)量使用100年計算)的剩余可采總儲量水利資源占比僅次于煤炭[21]，水電在實現(xiàn)非化石能源發(fā)展目標中占據(jù)十分重要的戰(zhàn)略地位；量力而行發(fā)展核電與燃氣發(fā)電，作為清潔低碳基荷電源的核電有利于改善能源與負荷分布的空間結(jié)構(gòu)，但受核技術(shù)發(fā)展程度明顯制約，天然氣發(fā)電因其燃料具有低碳特性而被列入清潔能源范疇，但天然氣具有國際供應(yīng)的依賴性和脆弱性；全面推行煤電等容量舊機組換新機組，適當新增煤電裝機，減煤量不等于減煤機，煤機能夠為電網(wǎng)提供經(jīng)濟、可靠的容量備用，是重要的應(yīng)急電源儲備，對風電、光伏的發(fā)展起著關(guān)鍵支撐作用。

4.1.2 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃

得州電網(wǎng)的高度獨立性為其風電的快速發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，但卻在此次寒潮風暴中將其推入了孤立無援的境地。在我國，建設(shè)全國互聯(lián)的統(tǒng)一大電網(wǎng)為全網(wǎng)平衡奠定了堅實的物理基礎(chǔ)，以2021年初寒潮時期為例，國家電網(wǎng)組織跨省跨區(qū)輸送電力達8 399萬kW，占全網(wǎng)負荷的14.8%，有力保障了全網(wǎng)電力的有序供應(yīng)。未來我國電網(wǎng)的規(guī)模還將持續(xù)擴大，電網(wǎng)特性也將日益復(fù)雜，資源稟賦決定了必須堅持“全國一張網(wǎng)”，充分挖掘跨省跨區(qū)輸電通道送電能力，保障高比例新能源電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。加快建設(shè)國家級特高壓交直流混聯(lián)大電網(wǎng)，形成南北互濟、東西互補的電網(wǎng)格局。

4.2 加強系統(tǒng)支撐與調(diào)節(jié)能力建設(shè)

此次得州大停電事故同樣暴露出高比例新能源電力系統(tǒng)在保證電力電量平衡和頻率電壓支撐調(diào)節(jié)能力方面的不足。新能源發(fā)電具有天然的隨機性、間歇性和波動性，在負荷適應(yīng)上又具有反調(diào)峰特性；同時新能源機組的轉(zhuǎn)動慣量減少降低了系統(tǒng)的頻率魯棒性，電壓和頻率支撐能力也存在缺陷。建議通過以下措施提升高比例新能源系統(tǒng)的平衡與支撐調(diào)節(jié)能力：

1）優(yōu)先消納風力、太陽能發(fā)電量。促進風光消納是助力實現(xiàn)碳中和的基礎(chǔ)，現(xiàn)有國家相關(guān)標準對新能源機組一次調(diào)頻調(diào)壓性能未進行要求，應(yīng)研究風電、光伏電站參與系統(tǒng)調(diào)頻調(diào)壓，而不是全面通過火電、水電機組作為可調(diào)機組，支撐電網(wǎng)電壓、頻率穩(wěn)定。

2）加大調(diào)節(jié)性綜合利用水力發(fā)電。抽水蓄能電站是現(xiàn)代電網(wǎng)中不可缺少、優(yōu)選的調(diào)峰電源，具有調(diào)峰填谷雙重功能，抽水蓄能電站具有反應(yīng)迅速、運行靈活、啟停方便的特點。應(yīng)完善抽水蓄能電價形成和容量電費分攤機制，加快抽水蓄能電站建設(shè)、推動梯級水電站加裝水泵實現(xiàn)抽水蓄能功能、促進抽水蓄能電站和水電廠具備調(diào)相運行能力。

3）支撐核能、天然氣發(fā)電。盡管核電廠具備一定的調(diào)峰能力，但為保證核電廠安全運行，我國目前投運的核電均以帶基荷運行為主，在少數(shù)極端情形可讓核電機組通過降功率運行的方式參與調(diào)峰。燃機具有啟停方便、響應(yīng)速度快的特點，調(diào)峰能力和跟蹤負荷的性能高于火電廠，但目前天然氣發(fā)電仍受制于氣源等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不完善，隨著未來天然氣供應(yīng)渠道的多元化，氣電發(fā)展的經(jīng)濟性、競爭性有望提升，氣電可在沿海、峰谷差較大的電網(wǎng)中扮演效率高、排放小、靈活性強的電源角色，實現(xiàn)與風電、光伏等新能源的協(xié)同發(fā)展。

4）火力發(fā)電從技術(shù)上僅僅是安全穩(wěn)定運行的保障和電力供應(yīng)安全的托底，應(yīng)“增容減量”。推進火電機組改造為調(diào)相機運行、新能源廣泛加裝分布式調(diào)相機、實現(xiàn)火電機組靈活性改造等措施，加強電力系統(tǒng)的支撐與調(diào)節(jié)能力建設(shè)。

5）儲能建設(shè)速度不宜過快。儲能具有反應(yīng)速度快、精度高的特點，可以在系統(tǒng)調(diào)節(jié)里發(fā)揮一定作用。但從目前的技術(shù)看，電化學儲能的絕對存儲能力遠低于電網(wǎng)需求，運行壽命也比抽水蓄能低了足足10倍之多，投資儲能電站的成本也相對較高。未來儲能發(fā)揮作用的能力有多大，取決于相關(guān)技術(shù)發(fā)展和成本水平。

4.3 優(yōu)化電力市場化改革的體制機制設(shè)計

我國電力行業(yè)正處于由計劃向市場轉(zhuǎn)型的重要階段，終端電價雙軌制短期內(nèi)很難取消，社會也不會容忍電價劇烈波動，需要結(jié)合國情和發(fā)展階段特點，建立適合的容量市場機制和緊急熔斷機制，確保電價穩(wěn)定。首先應(yīng)在電力市場建設(shè)中及早實現(xiàn)容量支持機制，探索建立事前招標購買容量的制度，激勵電源科學投資，保障發(fā)電容量的充裕性。其次要在市場化發(fā)展中明確緊急熔斷機制，即在應(yīng)急情況下，退出市場機制，實施緊急調(diào)度和價格限定。具體建議如下：

1）推進風光全電量參與市場化交易，全面推進補貼退坡。隨著風電、光伏規(guī)?；l(fā)展和技術(shù)快速進步，在資源優(yōu)良、建設(shè)成本低、投資和市場條件好的地區(qū)，已基本具備與燃煤標桿上網(wǎng)電價平價的條件，推動風光發(fā)電無補貼平價上網(wǎng)已具備時機。要健全完善管理政策，加大競爭配置力度，以市場化手段促進新能源消納。

2）加大峰谷價差，運用價格信號鼓勵電力削峰填谷。加大峰谷價差可引導(dǎo)用戶增加谷段用電負荷，降低尖峰時段用電負荷，削峰填谷，平抑峰谷差，減輕發(fā)電側(cè)調(diào)峰壓力。需求側(cè)靈活調(diào)節(jié)是應(yīng)對電力緊缺的有效手段，建議采用市場化手段積極培育需求側(cè)響應(yīng)這一新型靈活性調(diào)節(jié)資源，調(diào)高電力系統(tǒng)運行彈性。

3）將火電的定位由常規(guī)電源整體轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏ο到y(tǒng)調(diào)節(jié)電源，在電力市場各個交易品類中提升火電靈活調(diào)節(jié)價格，同時補償火電作為調(diào)節(jié)電源的閑置成本。

4）市場化補貼其他調(diào)峰手段，引導(dǎo)核電參與調(diào)峰輔助服務(wù)交易。盡管核電參與調(diào)峰存在諸多風險和經(jīng)濟性問題，但隨著大規(guī)模風光接入，電網(wǎng)的調(diào)峰壓力持續(xù)增大，裝機占比逐漸增加的核電終將無法在調(diào)峰任務(wù)中缺位。應(yīng)及早研究核電用于調(diào)峰的運作機制，加大對核電調(diào)峰的考核、補償力度，提高核電參與電網(wǎng)調(diào)峰的積極性；完善電力輔助服務(wù)補償(市場)機制，實現(xiàn)電力輔助服務(wù)補償力度科學化，破解核電參與調(diào)峰難的困境。大力推進源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)調(diào)控能力建設(shè)。

4.4 注重大眾科普和輿論引導(dǎo)

近年來高比例新能源電力系統(tǒng)停電缺電事件頻發(fā)，對于是否應(yīng)該鼓勵推進新能源大規(guī)模并網(wǎng)的質(zhì)疑聲此起彼伏。電網(wǎng)作為能源生產(chǎn)的核心配置平臺，是關(guān)系民生福祉的公眾事業(yè)，業(yè)界及相關(guān)學者應(yīng)直面質(zhì)疑，找準矛盾根源，深入剖析每次事故發(fā)生的原因，從中汲取經(jīng)驗教訓。及時以報告的形式向公眾還原事故真相，以緩解事故引發(fā)的焦慮情緒。對于高比例新能源電力系統(tǒng)的規(guī)劃應(yīng)建立在理論基礎(chǔ)之上，針對爭議性問題提出的觀點需進行充分討論。具體建議如下：

1）注重ΔP的極端重要性。任何一次大停電都不是巨大缺額引發(fā)，5%的缺額就會引發(fā)巨大社會災(zāi)難和輿論響應(yīng)。以得州停電事件為例，間歇性風光電源極寒無風也是主要風險，風能和太陽能發(fā)電只占得州電力的20%左右，這次關(guān)鍵時刻基本全部停機，問題就嚴重了。

2）淡化裝機數(shù)據(jù)的使用和宣傳，簡單堆砌間歇性風電、光伏裝機容量既不科學也無實際意義，應(yīng)研究和使用裝機有效容量和發(fā)電量承擔全份額占比的統(tǒng)計和宣傳方法。

3）要向公眾科普不同能源的特點及缺陷，避免盲目樂觀。得州停電事件問題主要出在美國似乎運行最純熟的天然氣體系上。作為亞熱帶地區(qū)的得州，缺乏預(yù)防控制天然氣冰堵的意識，在早已發(fā)出的大寒潮預(yù)警中，缺乏天然氣濕度控制去除設(shè)備，也缺乏預(yù)防管道冰堵的監(jiān)控措施，最終導(dǎo)致在寒潮中天然氣管網(wǎng)被冰堵中斷。而中國天然氣關(guān)鍵時刻的供應(yīng)比加州更加脆弱，公眾應(yīng)該對此享有知情權(quán)。低碳環(huán)保的間歇性風電、光伏是要付出比常規(guī)能源更多的用電成本的。

4）不要污名化火電。2020年，得州風力發(fā)電首次超過煤電，而在全美，煤電在總發(fā)電中的占比降至24%。長期以來，狂飆突進的風電擠掉了作為“壓艙石”的煤電，得州不僅毫無警惕，反而盲目樂觀，該州的項目開發(fā)商甚至建議未來接入電網(wǎng)的新一代發(fā)電設(shè)施中，風能、太陽能以及大容量儲能電池要占到95%。不過，此次大停電后，相信得州乃至全美對新能源發(fā)展會有更加客觀、清醒的認識。不應(yīng)人為劃分出來局部區(qū)域成為全部新能源運行的綠色電網(wǎng)，而罔顧其他相鄰電網(wǎng)常規(guī)電源為之正負備用的事實。

5）必須堅持統(tǒng)一調(diào)度、分級管理。面對危機，沒有統(tǒng)一、互聯(lián)的大電網(wǎng)，就無法有效應(yīng)對跨區(qū)域支援。

6）電力市場只能作為調(diào)節(jié)手段，而不是保障，更不是兜底保證供應(yīng)的靈丹妙藥。此次得州完全遵循“市場經(jīng)濟”，導(dǎo)致一方面極度缺電，一方面價格奇高。我國的體制無法承受如此劇烈的電價波動，中國電力市場化改革必須考慮公開、公平、效率和普遍服務(wù)的平衡。

5 結(jié)論

此次得州大規(guī)模輪流停電事故為各國高比例新能源電力系統(tǒng)的發(fā)展敲響了警鐘。通過梳理得州停電事故的發(fā)展時序，從極端外部條件影響、區(qū)域間電力互濟、能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、電源結(jié)構(gòu)、應(yīng)急預(yù)案、電力市場機制等方面分析了停電的原因。我國電網(wǎng)發(fā)展應(yīng)該從此次輪停事故中汲取經(jīng)驗教訓：應(yīng)優(yōu)化電源側(cè)能源供給結(jié)構(gòu)，大力推進新能源裝機的同時，保障煤機等靈活調(diào)節(jié)機組的占比；進一步加強大電網(wǎng)建設(shè)，充分挖掘區(qū)域互濟能力；加強系統(tǒng)支撐與調(diào)節(jié)能力建設(shè)，提升新能源消納能力的同時保障供電可靠性；建立合理的容量市場機制和緊急熔斷機制；把握正確的輿論導(dǎo)向，加強大眾科普。