从西班牙大停电看新型电力系统的内外生态势推演与安全防御_80页_17mb

西班牙大停电事故与新型电力系统构建

事故回顾与原因分析

西班牙-葡萄牙大停电发生在2025年4月底，这是欧洲近年来最严重的事故之一。事故起因包括：

• 电压调控能力不足：事故当日电压波动明显，部分机组未能响应调度指令，甚至出现反向无功输出。
• 系统振荡加剧：多次低频振荡未得到有效控制，两次振荡导致局部电网分离，并错失关键支撑窗口。主
• 多机组非理性脱网：部分机组在电压处于正常范围时被迫脱网，设备保护机制过于保守。

黑启动电源仅靠3GW水电机组恢复供电，恢复时间长达15小时。

看得清：源网荷实时模型构建

新型电力系统中，大量新能源接入导致：

• 电压稳定性下降：新能源缺乏惯量支撑，无功调节能力有限；风电、光伏出力波动性大，缺乏灵活调节。
• 功角稳定性风险：高比例电力电子设备接入导致功角稳定问题复杂化。
• 频率稳定性挑战：新能源渗透率增加导致频率变化率提升，稳态频率偏差增大。

针对以上问题，提出了基于深度确定性策略梯度（DDPG）的在线自适应控制方法，以及电网模型参数的多时间尺度辨识技术。

控得顺：主配微有序协同控制

为应对多重不确定性，提出主配微立体协同调度系统，实现：

• 分层调控策略：构建统一资源池，融合传统调度措施与新兴调控资源。
• 信息物理融合：应用人工智能进行高维调度决策，实现安全、经济、低碳目标。

根据不同电压层级特性，实施分层聚合模型，提高状态感知精度。

算得准：内外生系统态势推演

为提升系统韧性，需解决多维不确定性建模的挑战：

• 运用马尔可夫过程、概率分布等方法对常规与极端不确定性分别建模。
• 提出聚合分解框架，降低变量维度，并基于混合高斯模型还原原始特征。

通过态势推演帮助评估风险，提前制定防御策略。

防得全：极端场景主动防御

新型电力系统面临内部与外部多重威胁：

• 网络攻击风险上升：近年来，多次因网络攻击导致区域性电网事故。
• 极端天气影响加剧。

提出如下应对策略：

• 网络安全仿真平台：建立覆盖全环节的信息物理融合仿真靶场。
• 混合智能推演：将人类经验与AI技术结合，进行高效攻防博弈分析。
• 极端天气防控：模拟台风、雷电等事件可能造成的连锁故障，提前制定防范措施。

启得快：新能源助力快速恢复

西班牙此次停电恢复耗时过长，主要原因是：

• 黑启动能力不足：严重依赖少量水电站缓慢拉升功率。
• 新能源缺乏快速响应：风电、光伏等持续出力受限；电池储能等调节能力建设滞后。

为提高恢复速度，需增强系统黑启动能力，包括：

• 完善风机、光伏等设备的自启动机制。
• 配置充足的储能及灵活资源，提升系统故障后的快速恢复能力。

总结

西班牙大停电事件反映出高比例新能源接入下电力系统的脆弱性，亟需构建“可观、可控、可调”的新型电力系统。应注重内外生系统耦合特性研究，强化多层级协同控制，提升极端场景防御能力，并推动新能源电源的灵活性与应急响应能力建设。