美国加州电网危机「世界各国电力系统的现状和发展趋势」

时间：2022-12-07 10:05:32来源：搜狐

今天带来美国加州电网危机「世界各国电力系统的现状和发展趋势」，关于美国加州电网危机「世界各国电力系统的现状和发展趋势」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

美国电网存在哪些问题？【以加州举例】

其实早在本次停电之前，2020年的8月中旬，美国加利福尼亚州就发生了严重的停电事故，波及了至少81万居民用户的正常用电。

2020年8月14日和8月15日，美国加利福尼亚州（即加州）电力局势紧张，甚至在15日发生了轮流停电事故。这次停电事故甚至波及到了9月份，9月5日，加州独立系统运营商（CAISO）宣布电网进入二级紧急状态，濒临停电。据悉，这是自2007年以来，首次CAISO做好了万全准备却仍旧不能满足电力需求的情况。属于不可预料的紧急停电，并不是大部分人想象中的有计划停电。如果粗浅地理解，甚至可以理解为当地电力系统崩溃。

卫星俯瞰美国加州山火——2020年8月份

由此可见，美国的电力系统确实存在一些问题。这些问题和美国自然环境、社会环境、美国电网基础设施建设应该都脱离不了联系。

2020年8月14日开始的轮流停电，没有事先通知，造成了很多不良影响。比如，加州一家污水处理厂的水泵，因为突然停电而停止工作，导致约189.5m³的污水直接排放至奥克兰河，造成了环境污染。而且，电力系统崩溃，还使得被波及的81万加州居民无空调可用。而当时，加州正处于有史以来罕见的高温之中。

主要依据CAISO对于2020年8月中旬电力事故的分析报告，可以看到美国电力系统主要问题在于电力系统结构不完善、能力不足。

2020年10月底，美国加州山火弥漫，当地持续大规模停电

“结构不完善”使美国电网应变能力不强？【以加州举例】

从电力系统结构上看，加州电力系统存在过度依赖可再生能源的问题。

从特朗普执政以后看去，2017年6月，时任美国总统的特朗普宣布退出《巴黎协定》。这激起了纽约州州长安德鲁·库莫的极大愤慨，随后库莫不仅率先谴责特朗普，还与加州州长杰里·布朗、华盛顿州州长杰伊·英斯利等发表联合声明，组建了美国气候联盟与特朗普对抗。此后，2018年9月，布朗更是签署了SB100法案，提出了加州计划于2045年实现100%可再生能源供给的目标。为了达成这一目标，加州电力系统中，可再生能源比例不断增加。2017年至2020年三年，加州光伏新增装机容量分别为417兆瓦、640兆瓦、1367兆瓦，风电新增装机容量分别为51兆瓦、156兆瓦、296兆瓦，都实现了很大的飞跃。

在增加可再生能源比例的同时，加州还提前报废了一些传统能源，如核电和燃气机组。这种不合理的能源配比，直接影响了加州电网的可靠性。

美国退出《巴黎协定》简图

① 大量地使用光伏能源，使得太阳落山后加州电力系统在能力上将大幅度削弱。

根据事故分析报告，2020年8月14日，电力净需求的最低点出现在9:40，即光伏发力迅速增加的时候，净需求最低为21,071兆瓦。净需求的最高点出现在18:40，即光伏出力迅速减少的时候，净需求最高为42,240兆。需求峰谷差达到了21,169兆瓦，储能当日最大出力为141兆瓦，蓄水储能型水电最大出力为5356兆瓦。

显然，只能满足日间较低净需求要求的光伏能源，即使加上储能即水电，也无法满足夜晚电力最高净需求的要求。虽然，CAISO拥有庞大的燃气机组，足以供应高达28235兆瓦的电力，但其中有约1万兆瓦需要承担满足基荷的作用，真实使用情况仍令人担忧。

② 大量使用风能，使得在风电突然减少的情况下，加州电力系统迅速衰弱。

通过2020年8月13日和2020年8月14日两日对比可以发现，相比于13日发电高峰期的3357兆瓦，8月14日的风电发电量只达到了1031兆瓦，足足减少了约2/3发电量。这也是轮流停电现象发生的重要原因。

光伏电站

能力不足使美国电力系统“羸弱不堪”？【以加州举例】

加州电力系统的能力不足，主要体现在电网装机容量不足上。

有这么一组数据对比，2020年8月，加州电网CAISO总装机容量为46903兆瓦（低于历史需求峰值50270兆瓦），而同时期的中国江苏省，装机容量达到了132884兆瓦（远高于历史需求峰值107160兆瓦）。可以看到，加州电网的总装机容量，不只远远低于中国江苏省，而且并不能满足自身需求。与此同时，由于联邦监管委员会不愿意发展加州容量市场、加州本身激进的可再生能源政策等，加州电网还存在着燃气机组装机容量不足的问题。