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    西班牙大停电|论脆弱的电网和备用发电设备的重要性

    西班牙和葡萄牙4月28日发生大范围停电,导致两国交通瘫痪、通信中断,民众生活陷入混乱。

    4月28日周一,欧洲南部遭遇严重的大规模停电事件,导致整个伊比利亚半岛停电。西班牙政府宣布紧急状态,交通瘫痪、通信中断、基础设施停用,西班牙和葡萄牙约6千万居民受到停电影响

    12点33分,电网电流剧烈波动,导致发电量急剧下降,引发停电。15千兆瓦的发电量突然中断,据政府数据,这相当于全国用电量的60%。

    对于本次停电的原因,人们提出诸多猜测。西班牙电力公司Red Eléctrica的电网运营服务总监爱德华多·普列托(Eduardo Prieto)称此次大规模的停电在西班牙史无前例,并称其为“绝对异常,前所未有”。

    这场危机暴露了电力系统固有的脆弱性,并凸显了对可靠且随时可用的备用电源设备的迫切需求。本文将借鉴此次事件的实际经验,探讨旨在确保电网故障期间电力供应连续性的国际监管背景、可用的技术应对措施以及行业实践。

    事发时间表

    4月28日下午西班牙北部部分地区电力逐步恢复供应。据西班牙国家电力供应机构Red Eléctrica的消息,电力恢复从西班牙北部临近法国地区启动。

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    Red Eléctrica通过官方社媒发布初步技术声明,简述停电状况。
    Red Eléctrica电网运营总监 Eduardo Prieto 召开新闻发布会,宣布全面恢复可能需要6到10个小时。
    总理佩德罗·桑切斯与内阁主要成员在 Red Eléctrica 总部召开紧急会议。加泰罗尼亚、阿拉贡、巴斯克地区、加利西亚、拉里奥哈、阿斯图里亚斯、纳瓦拉、卡斯蒂利亚-莱昂、埃斯特雷马杜拉、安达卢西亚等多个地区的电力供应逐步恢复。
    穆尔西亚、瓦伦西亚自治区、马德里和卡斯蒂利亚-拉曼恰部分地区恢复电力供应。
    全国51%的电力需求已成功恢复。
    全国99.95%的电力供应已全面恢复

    大规模电网故障时会发生什么?

    停电期间,唯一能够继续运行的是配备了UPS(不间断电源)的系统或备用发电机的设施。

    • UPS 系统提供即时、不间断的电力,但容量有限。
    • 发电机组在断电瞬间短暂延迟(约 10 秒)后开始运行,以无限动力接管关键负载,成为主用发电设备。

    因此,在医院或数据中心等高度敏感的应用中,发电机组加UPS的组合对于确保停电期间不间断运行至关重要。

    停电事件的技术流程

    全球背景:
    应急发电设备是否有统一国际标准?


    目前,全球尚无统一法规。在欧洲地区,也没有标准强制在关键基础设施中安装备用发电机。每个国家,甚至是每个地区,都自主定义各自的备用电源要求。

    • 西班牙,关键基础设施受第8/2011号法律和第704/2011号皇家法令的监管。《低压电工法规》(REBT)规定“公共设施”必须配备应急发电系统,但在其他情况下则给予了灵活性。 
    • 国际上,ISO 8528 规定了选型参数、测试、人员安全和发电机组设计标准。
    • 法国美国等拥有自主国家标准,如NF E37-312 和 NF S61-940(法国)、UL 2200(美国)。这些标准规定了安全等级、发电机可靠性以及最低运行时长。其中,最低运行时长对于任何备用系统的有效性都至关重要,通常建议储存至少 24 小时运行所需的足够燃料,并方便加油。

    替代能源:太阳能、风能、核能……它们也会受到停电的影响吗

    停电期间,所有并网电源,包括可再生能源(太阳能、风能)和传统能源(核能、水力发电、火力发电)都受到直接或间接影响。

    为什么?

    自动电网保护机制

    当发生严重的电压或频率下降时,各类发电厂都会自动断开电网连接,以防止重大设备损坏。这种被称为“孤岛保护”的机制可确保发电机组不会在不稳定或超限的条件下运行,从而避免昂贵的基础设施受损。

    缺乏独立同步

    大型可再生能源系统(如太阳能或风能发电场)大多不能以孤岛模式进行发电,需依据电网参数指标(电压和频率锚定)才能正常工作。如果没有电网参考,电子逆变器也会自动脱机。

    核电站和热电站

    当电网不稳定时,核电站和传统火电厂也会断开连接。由于没有负载供电,也没有稳定的电网进行同步,操作员需要降低输出功率或完全关闭。受控关闭可确保更快、更安全地重启。  

    就西班牙本次停电事件而言,只有小部分如自用小型太阳能装置或离网电池供电系统未遭受停电影响。同样,一些配备混合发电系统(例如光伏+电池+发电机)如医院或数据中心在内的关键应用,也依靠其内部发电系统得以维持运营。


    减轻停电后果:备用电源系统

    如将发电机组的应用扩大到关键基础设施之外,能解决停电带来的影响吗?本次停电事件引发了关于扩大备用电源系统部署是否合理的争论:

    • 小型企业:可布署备用发电设备支持基本服务(照明、销售点系统乖),承受非关键负载的短暂中断。
    • 住宅区、学校、非关键应用:即使在没有生命威胁的情况下,发电机组也可以维持基本服务并避免经济损失。
    • 连续生产或制冷行业:任何运营中断都可能造成巨额财务损失或不可逆转的损害,因此,全面的备用发电系统是一项合理的投资。根据负载合理规划应急发电系统规模,是优化成本和可靠性的关键。

    预防性维护的重要性

    发电机的可靠性与其维护状态直接相关。在类似近期停电等特殊事件中,确保机组在其使用寿命期间得到正确维护是其在电网突发断电时顺畅运行的重要保障,否则可能造成不可逆转的损害。建议的维护措施包括: 

    • 定期试运行:至少每月一次,以确保轴承适当润滑并准备就绪。
    • 预热系统:确保在受控温度下快速高效启动。
    • 辅助系统检查:包括电池、充电器、加热元件和燃料输送系统。

    结论


    类似本次西班牙的大规模停电,凸显了建立健全应急发电系统的重要性。虽然此类事件无法完全避免,但可以通过合理的规划和替代能源等解决方案,最大限度地减少影响,确保基本通信和关键服务在危机时期保持畅通。


    设施基础冗余发电装置


    发电系统应设计多条可在电网故障时自动接管的供电线路,这一设计对于医院、运输系统、数据中心和电信网络等关键应用尤为重要。

    在紧急情况下,发电机组在主电网恢复期间自主发电,发挥着至关重要的作用。虽然发电机组在医疗保健和公共基础设施领域已得到广泛应用,但将其扩展到其他领域,如教育、农村、文化和住宅设施,可确保电力供应的连续性和韧性。断电时通用替代发电方案的布署可以造福全社会,对推动民生建设起到积极作用。

    合理规划和维护备用发电系统系统(发电机和UPS)不应被视为额外支出,而应被视为日益电气化社会的必要基础设施。预防性规划、强有力的监管和全行业的意识对构建更安全、更具韧性的未来社会发展至关重要。


    伊蒙妮莎对停电事件的响应


    在此次事件中,总部位于西班牙、深耕发电行业电力设备设计和生产的伊蒙妮莎启动两条紧急专线:

    1. 售后服务:加强了关键应用的现场技术支持。多数与安装缺陷有关的故障均妥善迅速解决。
    2. 租赁服务伊蒙妮莎能源服务公司(HES)直接或通过其租赁合作伙伴网络提供应急备用发电机,为多个行业提供能源支持。

     
     

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