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国际能源署:警示须高度关注电力安全

作者:陈敏曦 编译 来源:中国电力企业管理 发布时间:2020-05-18 浏览:
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新冠病毒危机在时刻提醒着我们,电力在现代经济生活中有着不可或缺的作用,以及这一角色的价值在未来几年,甚至几十年将被不断延伸。

当下,我们正在见证一个更多地依赖于数字技术来维持日常生活、经济发展的社会,同时,其能源的使用形式也将越来越多地以电力为基础,而且电源比以往任何时候都更依赖风能和太阳能发电技术。在这样的社会中,电力安全是繁荣和稳定的基础,但确保能源安全仍然仰仗于政府采取的具体行动。

电力安全是确保社会向前发展的原动力

在大多数经济体中,均已为应对新冠病毒采取了强有力的限制措施。根据IEA已掌握的数据表明,在这段期间电力需求下降了大约15%,这主要是由于工厂和企业停工停产。在主要经济体中,如西班牙和美国加州等新能源发电份额占比较高的地区,当电力需求迅速下降,而天气条件保持不变,风电和光伏等可再生能源发电的份额可能会高于平常。

这样的趋势,似乎将我们迅速地推到了10年后的电力系统,这也让我们有机会目睹和了解清洁电力系统,当然,这绝离不开决策者和监管机构为确保电力系统安全稳定所作出的努力。

保持灵活性

面对被削弱的电力需求和不断丰富的发电能力,电力系统运营商必须不断地保持需求和供应的实时平衡。人们通常认为停电是在需求压倒供应时才会发生的。但事实上,最近一些最引人注目的停电事故却发生在需求负荷较低的时间段。

众所周知,当新能源发电可以满足大部分电力需求时,系统仍然需要保持一定的灵活性资源以防范突如其来的天气或负荷变化,新能源渗透率越高,就需要越多的灵活性资源来保持电网的稳定。

在目前的电力运行系统中,系统运营商已经开发了多种灵活性资源,可以成熟应对一系列挑战,但是在此次全球大流行的新冠疫情中,多国封锁,停工停产也使原有的系统灵活性迎来了新的考验。例如,欧洲大部分地区工业和商业活动的突然放缓降低了电力需求,但同时也剥夺了电力系统的一个关键灵活性来源——在正常情况下,大型电力消费者,如工厂的负荷可以帮助维持平衡系统,但眼下这样的灵活性资源很难被释放。这也突出地表明决策者需要仔细评估在极端条件下灵活性资源的潜在可得性。

保持开放性

虽然如储能等新型短期灵活性份额正在电力系统中不断上升,但大多数电力系统仍然依赖于天然气发电厂——它的出力可以在短时间内迅速上升或下降,以提供更多的灵活性,因此其在向清洁能源系统过渡过程中的重要作用也在不断被强调。但是,如果其功能被定位于适应系统需求的变化,那么目前全球大多数地区的天然气发电厂或多或少都存在经营压力。在当前电力需求较低的危机期间,这些压力正在不断加剧。因此这也提醒我们,作为一种经常被遗忘的发电技术,水电仍然是灵活性的重要来源。同样,稳定的发电能力还包括核能,这也是选择保留核能发电技术的国家,来确保安全电力供应的关键因素。因此,决策者需要更好地设计市场,来奖励不同来源的发电技术对电力安全稳定的贡献,同时使它们可以在市场环境中建立确实可行的商业模式。

当前,电力传输网络仍是电力系统的支柱,其在向清洁能源系统过渡过程中变得更加重要——绝大多数风能和太阳能发电厂,以及所有柔性发电技术都需要连接到主电网,但是在欧洲和北美,电网存在不同程度的老化问题,因此在今后几年中,对这些电网进行大量投资将是必不可少的。

同样,风能和太阳能发电技术也可以提供灵活性,而且系统也将越来越多地依赖于这样的灵活性,因此,随着时间的推移,可再生能源发电可能不再简单地跟随天气,而是必须以智能的方式进行管理,以降低成本和改善电力安全性。

保持稳定性

值得欣慰的是,到目前为止,我们的电网已经可以有效避免极端天气条件。但是也不能够忘记近期的一些突发事件,例如加州的山火对于电网带来的挑战。

正因为电网比油气管道等更容易受到极端天气的影响,这也提示决策者需要在日益电气化的能源系统中更多地考虑电网的坚强与安全。从长远来看,可以通过投资地下电缆和分散式存储,并通过设计来抵御飓风和洪水等紧急情况的网络布局,使电网更加可靠。

尽管数字技术在电力系统中的应用越来越多,但新型冠状病毒危机也提醒我们系统维护人员的重要作用。网络维护和维修是劳动密集型的工种,必须由工人和工程师在现场进行。目前在大多数国家,政府已经不再通过指派来进行必要的电网维护,但电力系统仍需要确保工作人员在关键时刻执行其确保电网安全的工作。当前的危机也同样给我们另外一个启示,确保电力系统安全不仅要有足够的有形和无形资产资源,同时还要有足够的人力资本。

建立必要的网络防御

日益活跃的数字化应用为电力系统提高系统的效率和灵活性提供了新的契机,但同时也意味着电网更容易受到网络攻击。决策者不应试图将网络安全视为附加因素,而是需要将其置于电力系统管理和运行的核心。

与此同时,随着工厂、家庭和企业正在越来越多地在屋顶和空置土地上安装太阳能电池板,电力生产也不再仅仅是大型公用事业的领域和范畴。数字技术使这些分散、小规模的用户能够将其太阳能电池板产生的多余电力出售给大电网,但是这些新型生产者中的绝大部分,都没有配备必要的网络安全管理工具。这也明确要求决策者和监管者尽快制定相关条例,来规范软件、设备和服务提供商的运行和操作标准。

构建安全、可持续的发展理念

当下的危机突出了电力基础设施和专业运行的关键价值,它同时还揭示了关于电力未来的重要见解——在清洁能源系统和数字化时代到来之际,决策者和系统运营商需要更多地关注如何确保系统的安全可靠。目前各国政府都将重点放在眼前的公共卫生紧急情况上,但是在社会极度动荡的情况下,我们必须保持对电力安全的高度警惕。因为在这样的特殊时刻,我们没有什么都不能没有电。

本文刊载于《中国电力企业管理》2020年04期,编译者系本刊记者

关键字:电力安全

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