西班牙大范围停电的教训与启示：中、德对策比较

4月28日，西班牙发生了一次前所未有的大范围停电，经济损失估计高达4亿~10亿欧元（约合人民币32.73亿~81.83亿元）。至于事故原因，目前虽未有官方说明，但西班牙电网公司的事故报告与媒体披露的技术细节，提供了较为充分的分析基础。本文结合此次事件，围绕政策启动时机、实施保障机制和预防性措施三个方面，分析事故原因，并将其与中国和德国的应对机制进行比较，期待能够为高比例可再生能源系统的发展带来启示。

来源：《风能》杂志，文：郭欣

政策启动的时间节点

一、电网联网

根据西班牙电网公司的信息，事故初期电网瞬时损失约2 GW光伏发电功率，1.5 s后发生第二次光伏脱网，触及频率下限。最终，西班牙与法国之间的电力联络线因保护装置动作而断开，导致西班牙电网与欧洲大陆电网解列，转入孤网运行状态。

由于地理位置位于欧洲大陆电网边缘，西班牙政府长期致力于加强跨境电力互联，尤其重视与摩洛哥的联网建设。目前，西班牙与摩洛哥之间已建成两条电力互联线路，分别于1997年和2006年投运，每条线路的传输容量为700 MW。2019年，双方签署建设第三条互联线路的合作协议，计划总投资约1.5亿欧元，由两国平摊。根据协议，将新建一条400 kV交流输电线路，传输容量为700 MW，计划于2026年年前投运。

从时间节点来看，新线路的投运时间较事故晚了约一年，结果导致西班牙电网在2021年和2025年先后两次与法国电网发生解列，凸显出跨境互联建设滞后在极端情境下带来的系统性风险。

二、一次调频

欧洲一次调频的最大响应能力为3 GW（相当于两座大型核电厂同时发生故障），而这次西班牙大范围停电的光伏脱网功率已经超过2 GW，说明欧洲的一次调频裕度显得不足。事实上，欧洲已经在讨论是否需要在一次调频的基础上增设快速频率响应，但迟迟未能形成欧盟的法令，而英国则率先实施了相应的法规。这也充分表明了政策启动时间节点的重要性。

三、瞬时备用

瞬时备用通常是指电网中用于比一次调频更快速响应频率变化的备用资源。对于实现高比例可再生能源的国家来说，由于退煤弃核，电网的瞬时备用普遍不足。在大规模停电发生前，西班牙的电力界仍在讨论是否应引入瞬时备用。尽管事故的发生促使相关法律加速出台，但在时间上稍显滞后。此外，西班牙电网公司曾强调该国具备足够的瞬时备用，显然忽视了这一能力在区域分布上的不均。事实上，事故发生前，西班牙电网已出现短时低频振荡的迹象。

德国的瞬时备用整体上充足。2024年5月14日，德国新能源发电量占比一度达到117%，该国境内传统电厂已无法独立支撑电力系统的稳定与安全，必须依赖邻国（如法国、波兰和捷克）的传统电厂提供支持。然而，一旦电网发生解列，德国部分地区的瞬时备用将可能出现短缺。这与西班牙在2025年4月16日整天可再生能源占比超过100%的情况颇为相似。理论上，德国同样存在发生大规模停电事故的风险。因此，德国从今年开始通过市场采购瞬时备用，监管政策层面也已率先行动。

根据德国输电公司的研究，只需大约1/3的风电和光伏电站具备提供瞬时备用的能力，便足以满足系统的总体需求。如果逆变器性能足够优良（如采用高端逆变器），则可通过软件升级实现该功能。换言之，要么新建风电场和光伏电站具备瞬时备用能力，要么通过增加构网型储能来补充。德国输电公司已发布相关技术规定，相应成本可计入系统辅助服务费用，由所有电力用户共同分摊。

中国的电网电压等级高、覆盖范围广，因此，相关部门历来高度重视电网的安全稳定问题。尽管电网惯量支撑相对充足，国内多家厂商已提前推出构网型储能产品，为满足未来的需求做好准备。

实施保障机制

一、云穿越效应与低电压穿越

西班牙停电事故发生后，有媒体报道和评论指出，部分光伏脱网地区出现过电压不稳定问题。目前，尚不清楚这是否由“云穿越效应”所致。

美国电力研究院（EPRI）曾在《光伏电站输出与云穿越引起的波动性》白皮书中指出，云层导致的辐照波动对光伏并网构成了特殊挑战。由于光伏组件对辐照变化反应极快，在云层遮挡下，发电功率可能在数秒内剧烈波动，幅度甚至超过电站额定容量的50%，且这种波动可能会反复出现。这还可能会造成无功支撑不足，从而进一步引发电压不稳定问题。

为应对上述挑战，欧洲多国相继出台过相关并网技术要求。例如，“低电压穿越”功能要求逆变器在电压跌落时保持并网不中断，并提供一定的无功支撑；当电压降至额定值的50%以内，且持续时间不超过0.2 s时，设备应保持不脱网。“高电压穿越”要求逆变器在电压短时升高时不得立即断开；“动态电压支撑”要求逆变器在电压异常期间主动吸收或输出无功功率，以帮助恢复并网点电压，而不是被动等待电压回归正常范围。

根据欧洲电网的统一规定，风电和光伏设备必须满足包括低电压穿越在内的多项技术要求，以防止“云穿越效应”引起的光伏脱网现象。如果西班牙媒体的报道内容属实，这可能说明西班牙尚未建立相应规定的有效实施与监管机制。

德国较早便实施了上述三项并网要求，并配套建立起严格的检测和监督体系。截至目前，该国尚未出现过类似的脱网事故。德国光伏电站普遍采用高端逆变器，技术质量也为系统稳定性提供了有力保障。

相比之下，中国的光伏逆变器企业众多，行业“内卷”严重，头部厂商多选择开拓海外市场以维持竞争力。这一趋势值得相关主管部门关注。

二、分布式可再生能源

西班牙约有60%的风电和光伏装机容量接入在输电网层面，属于集中式可再生能源。而德国约有95%的可再生能源接入配电网，属于分布式可再生能源。换句话说，德国发生“云穿越效应”及“低电压穿越”问题的概率远低于西班牙，且即便发生，影响范围也相对较小。不过，需要指出的是，德国并未通过行政指令推动分布式可再生能源发展，而是通过市场机制自然实现的。

中国逐步建立起一套较为完整的分布式可再生能源发展制度体系，从早期依靠政策引导与财政补贴，逐步转向以法律法规、并网机制和市场化激励为核心的多层次保障机制。目前的发展重点正从“简单接入”转向“源-网-荷-储”协同、“市场交易”参与和“数字化”运营管理，标志着中国分布式可再生能源已从试点探索阶段，进入规模化、制度化发展的新阶段。

预防性措施

西班牙此次大范围停电之所以能够在极短时间内恢复，主要得益于三大因素：

一是制定了应急分区域的预案。事故发生后，相关部门可以立即按预案启动恢复程序，避免了调度混乱。

二是拥有大规模的已并网风电与光伏发电装机。在黑启动机组搭建起电压／频率基准后，可再生能源能够瞬时释放数十吉瓦电能，成为恢复工作的“强力推进器”。

三是跨境电源支援。除法国外，西班牙还从摩洛哥获得了约700 MW的电力支援，进一步加快了电网重建速度。相比之下，2007年巴塞罗那地区的大规模停电曾耗时长达78 h才全面恢复。

尽管如此，西班牙原本计划在6~10 h内完成恢复，最终未能实现。恢复初期，抽水蓄能电站和外部电源发挥出关键作用，随后联合循环燃气电厂承担起主力负荷。整体恢复时间仍存在优化空间，比如，恢复区域的颗粒度可以进一步细化，调度系统能够具备更强的自动恢复能力。这不仅依赖于具备快速响应能力的黑启动电源，也要求电网调度系统具备自动恢复、智能协同的能力。

德国高度重视大范围停电后的快速恢复措施。早在10年前，德国就制定了输电网与配电网协同恢复的预案，并推动抽水蓄能和燃气电厂的黑启动项目，同时在配电网侧开展过相关研究。2023年，德国与弗劳恩霍夫研究所合作开发出一套基于智能算法的预测系统，使得风电也能够成为黑启动电源，即使在电网状态复杂、扰动剧烈的情况下同样具备较强的黑启动能力。这为进一步扩大具备自主恢复能力的区域提供了技术支持。德国的调度系统厂商也开发出具备自动恢复功能的系统解决方案，可以提升整个系统的韧性和恢复效率。

西班牙此次大范围停电事故还释放出一个积极信号，即可再生能源具备在极端场景下参与电网恢复的潜力。事故发生后，部分风电和光伏依然保持发电能力，尤其是风电展现出较强的运行稳定性。所有岛屿微网均未中断运行，从侧面反映出微电网的恢复价值。

这一经验对中国同样具有现实意义。当前，中国电力系统仍以煤电为主，抽水蓄能与燃气电厂在系统中所占的比例相对较小，恢复速度受限。因此，大力发展抽水蓄能，提高燃气电厂灵活性，是值得优先考虑的方向。

中国的电网具有电压等级高、输电距离远、跨区调度能力强等特点，在以特高压和超高压构成的坚强网架支撑下，可进一步研究在输配电层面引入“分布式恢复”机制。结合源网荷储的灵活协同、黑启动能力的区域配置，以及自动恢复技术的落地推广，有望实现“局部先恢复、整体再并网”的更高效策略，从而提升系统的抗扰动能力和恢复速度。

总结

此次西班牙大范围停电并非突如其来的偶发事件，而是对电力系统“韧性短板”的一次集中暴露。事故再次印证了那句老话：“魔鬼藏在细节中。”除了政策方向本身，启动时机、实施保障机制和预防性措施同样至关重要。

事故表明，可再生能源自身应具备一定的瞬时备用能力，甚至在一定条件下具备黑启动能力，不能完全依赖传统电源兜底。政策和市场机制应为此提供明晰路径和激励信号。

此次事故还提醒我们，发展可再生能源必须坚持“先立后破”的基本原则。无论是退煤，还是弃核，都应建立在可靠备用能力与系统稳定机制的基础上，方能实现可持续的能源转型。

与此同时，事故也展示了希望。风电、光伏等可再生能源在事故后快速恢复供电中发挥了关键作用，尤其是风电，在电网重建初期成为“稳定锚点”。这表明，在技术与机制配套的条件下，可再生能源不仅可以作为系统主力，也能够成为极端情境下的“恢复引擎”。

因此，未来的电力系统构建应从“以传统电源保系统”向“以多元资源构建韧性”转型，推动可再生能源从“变量”转变为“支柱”。这不仅是西班牙的教训，也是对中国与德国等实现高比例可再生能源国家的共同启示。