关注| 美国加州轮流停电，告诉我们什么？
近期，美国加利福尼亚州在高温天实施轮流停电引起广泛关注。这暴露出美国电网发展中存在的什么问题？对我国电网安全运行又有何启示？网络图片美国加州近20年来第一次“电力危机”本次轮流停电事件可追溯至美国西部时间8月14日，加州电力系统独立运营商（California Independent System Operator，CAISO）
近期，美国加利福尼亚州在高温天实施轮流停电引起广泛关注。这暴露出美国电网发展中存在的什么问题？对我国电网安全运行又有何启示？
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美国加州近20年来第一次“电力危机”
本次轮流停电事件可追溯至美国西部时间8月14日，加州电力系统独立运营商（California Independent System Operator，CAISO）发布三级紧急状态。这是加州2001年以来首次发布三级紧急状态。电力供应商一度中断超过40万户企业与家庭的电力供应，持续时间约一个小时。
8月15日，CAISO再次发布三级紧急状态，命令电力供应商对用户实施轮流停电，影响用户超过20万户。两次限电期间，CAISO估算用电高峰期间电力缺口约440万千瓦，相当于330万户的居民用电负荷。CAISO呼吁电力用户在该时间段内减少空调、新能源汽车等大功率负荷用电。
截至8月23日，CAISO未实施新一轮轮流停电措施，据其预测，负荷峰值已恢复到正常水平。
美国加州轮流停电暴露两大问题
高渗透率光伏电源接入，叠加热浪袭击、疫情居家等因素，激化电力供需矛盾
此次事件再次暴露出，光伏发电出力特性会给电网安全稳定运行造成巨大影响。截至2019年年底，美国加州光伏发电的装机容量为2740万千瓦，占美国光伏发电总装机容量比例约36%，居全美第一。光伏发电量通常情况下占加州总发电量的比例约为20%。在高比例光伏发电接入的情况下，加州净负荷曲线为“鸭型”曲线，即负荷曲线在中午前后到达低点，在15时之后开始上升，负荷曲线峰谷差大。这为加州电力调度带来困难。为此，加州一直非常重视需求响应发展，通过相关激励手段调动负荷侧灵活资源积极性，以解决电力供需矛盾。然而，此次罕见热浪袭击加州，加之疫情影响，居民大多居家，空调负荷等温度调节负荷激增，大大激化了原有的电力供需矛盾。
供需紧张情况下，电力及上游能源供应价格高涨
电力供需紧张在电力及上游能源市场上造成了一系列连锁影响。加州电网调峰电源以燃气机组为主，截至14日，加州每立方米天然气价格三天内上涨2.19美元，平均价格达到6.655美元，约为平时价格的两倍。
当地电力批发价格也一度超过1美元每千瓦时，大大超出当地居民平时用电的平均成本（约20美分每千瓦时）。这对于疫情下已较为脆弱的用户经济承受能力可以说是雪上加霜。
本次事件对我国有何启示
多情形叠加给电网安全稳定运行能力带来极限考验
本次加州轮流停电事件一方面说明，光伏发电、风电等电源出力具有波动性、反调峰性，对电网安全稳定运行造成的威胁不可忽视。高比例新能源发电接入的情形下，亟须开展电力电子化电力系统稳定性基础分析、电力电子化电源的宽频带振荡特性等基础理论研究，完善电力系统稳定计算标准体系，突破海量超电磁暂态仿真技术瓶颈，提高电网仿真分析能力，支撑深度认知电网特性。
另一方面，本次加州轮流停电事件中，高比例光伏发电接入、罕见高温、疫情居家等多因素交织，充分表明在电网安全运行中，考虑单一因素具有一定的局限性，多种情景叠加则进一步考验电网供电能力。电网企业需在规划、运行、营销乃至应急等环节充分考虑综合因素，确保供电可靠。
充分利用负荷侧灵活资源是化解电力供需矛盾的重要途径
随着分布式电源、储能系统、新能源汽车等领域相关技术不断发展，负荷侧灵活资源有着极大的开发利用空间。加州长期重视发挥负荷侧潜力。在此次事件中，CAISO呼吁用户通过错峰用电、调高空调温度等措施，化解供需矛盾。
我国经过多年摸索，在负荷侧灵活资源利用上取得了显著成效。例如国家电网公司在江苏建成了大规模源网荷友好互动系统，对柔性负荷进行策略引导和集中控制，使江苏电网具备260万千瓦毫秒级、376万千瓦秒级精准负荷控制能力，有效增强了电网供应保障能力。据相关研究，我国负荷侧灵活资源超过2亿千瓦，通过相关政策、机制挖掘这些资源价值，意义重大。
发挥制度优势保障电力民生领域价格稳定
电力服务具有普惠特点，涉及民生问题。本次加州轮流停电事件中，电价快速上涨加重了防疫期间居民、企业的经济负担，对经济社会发展造成巨大影响。因此，加州州长纽瑟姆表示，在没有事先警告或没有足够准备时间的情况下，停电是不可接受的，并要求相关能源监管机构对此次事件进行深入调查。
反观国内，在防控新冠肺炎疫情期间，电网企业主动担当，坚决执行国家降低电价政策，有力支撑“六稳”“六保”目标实现，充分体现出我国的制度优势。可见，我国电网健康发展需要坚持制度自信，发挥国有企业“六个力量”，为经济社会发展和民生改善提供有力保障。
（作者单位：国网能源研究院有限公司）
作者：朱瑞 张钧 韩新阳 来源：中国电网报 责任编辑：jianping
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