重新审视电力供应充裕性

加州和得州事故表明，在运行储备不足、电力供应紧张的情况下，电力系统想要保证安全供应，保证一定的容量冗余非常必要，用电负荷高企时，可用的发电裕度能及时跟进，需要提前优化备用比例和备用方案。NERC没有为充裕性设置可靠性标准，但在对可靠性进行评估时，对以火电为主的系统要求备用裕度不低于15%，对以水电为主的系统要求不低于10%。CAISO以缺电时间预期研究为基准，按照月度必开机组容量的15%确定系统运行备用容量，其中6%为应急备用容量，9%为补偿电厂计划外停机和超历史平均负荷用电。加州8·14和8·15 停电事故中，系统运行应急备用降低到6%以下，先后进入二级、三级紧急状态。事故调查完成后，据了解CASIO 正在计划在15%～20%之间调整备用容量比例。ERCOT基于不同场景，测算动态调整系统备用容量，2 月备用容量约15.5%，但是极端气候情况下，备用容量不等于实际可用容量，停电事故依然没能避免发生。

当前，可再生能源在发电结构中所占份额越来越大，由于其容量系数较低，要重视高可再生能源比例下的发电容量充裕度问题，电力系统需要有足够的可再生能源容量和灵活性电源负荷来满足电力可靠供应标准。加州事故表明，由于新能源的不确定性和波动性，用电负荷不仅爬坡速度快，高峰出现时间偏离传统时间，而且峰谷差变大。在危急情况下，常规能源要有承担基本用电负荷的能力，确保整个系统的装机及备用安排能够随时满足负荷平衡要求。

在加州和得州大停电过程中，常规发电机组可靠性也出现了问题，扩大了负荷缺口。加州事故期间一台容量为49.4万千瓦的燃气机组因故障跳闸，一台容量为47 万千瓦的燃气机组因错误指令出力降负荷，得州事故期间一个反应堆由于水泵压力传感管线故障导致反应堆自动跳闸。电力安全供应的先决条件是系统随时保持充足的辅助服务备用容量，要强化运行备用管理，采取有效措施来满足电力供需平衡，保持系统稳定可靠地运行。

更大范围优化配置资源

加州电网属于美国西部电网，北部与俄勒冈州电网互联，南部与亚利桑那州、墨西哥等电网互联，可以通过跨州输电线路从互联电网中得到电力供应。加州每年三分之一的电量是从俄勒冈州和华盛顿州进口的水电，但在去年夏天整个西部都出现高温天气，与加州相邻的3个州的电力需求也高于往年同期，且用电高峰时间接近，另外由于输电线路能力受限，外来电力减少到历史上最大净受入电力的60%，无法在短期及时缓解缺电局面。

得州电网本身相对独立，只与北美东部电网西南电力库（SPP）有2 条容量总计800 兆瓦的直流联络线，以及墨西哥电网3 条容量总计430 兆瓦直流联络线互联，限制了得州的电力送出和受入。在大范围冰雪天气下，SPP和墨西哥电力系统也遭受了轮流断电，与墨西哥的联络由于天气的恶化导致输电中断，受限于输电能力的制约，总计输入外部电力不足1000兆瓦，作用非常有限。

从加州和得州事故中可以看出，即使有了电网互联，在大面积自然灾害的情况下，也难以真正起到互相补给的作用，如果要得到其他区域电网的支援，就需要更大范围优化配置资源。特高压输电具有大容量、高效率、低损耗、远距离等多项突出特点，在应对区域资源不平衡和远距离电力调度支援上，特高压直流电技术的优势是显而易见的，在行业业务交流过程中，特高压技术也得到了美国行业人士的高度认同。

客观审视电力市场机制影响

目前美国三分之二的电力负荷由ISO/RTO在提供，非市场化的公司也在逐渐靠近市场，说明市场机制有很大可取性。电力市场建设有不同的理论，也有不同的模式，本身都是复杂的系统。在两州停电事故发生后，充分暴露出所采用市场机制的长期性和即时性的影响。在电力安全供应方面，要看市场机制能否吸引投资，维系长远可持续发展，也要看事故中带来的次生影响。

在电力系统采用垂直一体化、受管制的垄断经营模式时，电力供应的安全基础是明确的。在去管制之后，电网仍受到监管，电网公司的成本计划由ISO和所有利益相关方通过，经过FERC 批准后纳入输电价格，由用户承担。但是，在开放的发电市场中，价格由竞争性的批发市场竞价产生，如何吸引投资人对发电的长期投入，维持发电设备安全水平，不同的市场设计了不同的机制。

CAISO 负责加州电力日前市场和实时市场的运营，前一天制定次日24小时的计划，在次日再分割为15 分钟和5 分钟的实时市场，去年8 月14 日和15 日报价负荷与实际负荷的峰值偏差分别达到3386兆瓦和3434兆瓦，由此导致调度计划安排不足，难以应对实时市场上的负荷增长。8月14日由于系统运行备用的供应短缺，触发了稀缺电价机制，导致这几个小时的能量和辅助服务的价格从正常时的几十美元每兆瓦时飙升到报价上限1000美元。得州电力市场是单一电能量市场，以去掉容量市场来换取更便宜的日常电价。在极端天气影响下，得州因供电严重不足，系统备用短缺，供需严重不平衡，导致ERCOT电力批发现货价格80多个小时飙升至市场9000美元/兆瓦时的价格上限，是平时100倍以上，反映了电力的实时价格以及电网不同点的拥堵和损失成本。

文章来源：《自然灾害学报》 网址: http://www.zrzhxb.cn/qikandaodu/2021/0728/1348.html