全球面临的考验:危机发生后如何确保供电安全?
发布者:lzx | 来源:南方电网报 | 0评论 | 604查看 | 2020-04-09 10:53:46    

发生新冠肺炎疫情以来,数以百万计的人被限制在自己的家中,他们依靠远程办公来完成工作,使用电商平台进行购物,使用视频网站寻找娱乐。然而,可靠的电力供应是这些所有服务的基础,电力还为更多生活中必不可少的设备如冰箱、洗衣机和灯泡的正常使用提供保证。


在许多国家和地区,电力对于治疗数量急速增长的需要在医院中使用呼吸机和其他医疗设备的病人至关重要。在这种动荡不安、瞬息万变的形势下,电力还可以保障政府与公民之间,医生与患者之间及时的信息交流。


新冠肺炎危机不仅使我们意识到了电力在生活中不可或缺的作用,还提供了电力如何在未来几十年发展的启发。


今日,我们正处于这样一个社会,它越来越依赖数字技术来维持日常生活,能源消费逐渐向电力消费倾斜。在这种情况下,确保供电安全是社会繁荣与稳定的基础,也需要政府采取更多行动。


电力需求下降了约15%


在大多数因为新冠肺炎病毒而采取严格隔离措施的经济体中,据目前统计到的数据,电力需求下降了约15%,这主要是由于工厂和企业停止运营所导致的。其中一些经济体,如西班牙和美国加利福尼亚州,是世界上风能和太阳能发电份额最高的经济体之一。如果电力需求迅速下降,而天气条件保持不变,风能和太阳能等可再生能源的份额可能会比正常情况下更高。


通过这种方式,最近电力需求的下降将一些电力系统快速推进到了10年后的未来,突然之间拥有了原本不会拥有的风能和太阳能水平。这对我们理解更清洁的电力系统来说是一个重要的时刻,政策制定者和监管机构需要进行一些实操挑战以确保电力安全。


引人注目的停电经常发生在电力需求低迷时期


在电力需求较弱的情况下,发电能力会显得格外富裕。然而,电力系统运营商必须不断地实时平衡需求和供应。人们通常认为停电是在供不应求的情况下发生的,但事实上,最近一些最引人注目的停电发生在电力需求低迷的时期。


当来自风能和太阳能的电力满足了大部分需求时,系统需要保持灵活性,以便在供应模式改变时迅速增加其他发电来源。有时候,在某一特定时刻风能和太阳能所占份额非常高,这也使得维护电网稳定性更具挑战性。


系统运营商已经研究出应对这些挑战的方法,但是非常规的事态发展,比如新冠肺炎全球大流行期间整个国家进行封锁,还是为他们创造了新的考验。比如,欧洲大部分地区工业和商业活动突然放缓,减少了对电力的需求,但同时也使电力系统失去了保持灵活性的关键来源。在正常情况下,工厂等大型用电客户可以调整其用电量,以帮助维持系统平衡,但这种选择在今天很难实现。这凸显出需要决策者仔细评估极端情况下灵活性资源的潜在可获得性。


需要奖励对电力安全做出贡献的不同电力来源


尽管诸如电池储能电站之类具有短期灵活性的新形式正在兴起,但大多数电力系统依靠可在短时间内迅速增加或减少发电量的天然气发电厂来提供灵活性,这也凸显出天然气在清洁能源转型中的关键作用。


如今,大多数天然气发电厂如果只是不时地用来帮助系统适应需求的变化就会毫无疑问地面临亏损。当前,新冠肺炎危机期间较低的电力需求水平增加了这种压力。作为经常被遗忘的发电主力,水力发电仍然是保持灵活性的重要来源。不少国家依然作为一种选项保留的产能稳固的核电是确保电力安全供应的关键因素。政策制定者需要奖励对电力安全做出贡献的不同电力来源,这可以使他们建立可行的商业模式。


电网是当今电力系统的支柱,在清洁能源转型中变得更加重要。大多数风电场和太阳能发电场以及所有灵活的发电厂都连接到了主电网。在欧洲和北美,这些电网都依赖老化的传输线将电力输送到不同的地区。未来几年,对这些输电网络的重大投资将至关重要。


风能和太阳能也可以提供灵活性,电力系统将越来越依赖它们来做到这一点。当深夜需求下降时,风力发电可以逐渐降低。当太阳能供过于求时,可以在中午关闭一些太阳能发电。假以时日,来自可再生能源的发电可能不再是简单地跟随天气变化,而是必须以智能的方式进行管理,以降低成本并提高电力安全。


确保电力系统拥有足够的人力资源


值得庆幸的是,大多数有严格隔离政策地区的电网到目前为止都避免了受极端天气的影响。如果在加利福尼亚,去年的火灾与今年的隔离措施碰在一起,后果将不堪设想。


电网比管道更容易受到极端天气的影响,这对正在规划日益数字化的能源系统的政策制定者来说,是一个至关重要的考虑因素。他们的长期目标是通过投资地下电缆和分散存储,以及设计对飓风和洪水等紧急情况有弹性的电网布局,使电网变得更加坚固。


尽管在电力系统中越来越多地使用数字技术,但新冠肺炎危机也提醒着我们熟练作业员的重要作用。电网维护和维修是劳动密集型工作,必须由工人和工程师现场完成。在大多数国家,政府已经免除了电网维修团队的隔离。电网企业需要确保员工在执行关键工作时的安全。当前新冠肺炎危机的一个关键教训是,要确保电力系统不仅拥有足够的实物资产,还要拥有足够的人力资源。


建设网络防御系统


电网企业正在日益数字化,这为提高电网系统的效率和灵活性带来了新的机遇。然而,这也使电网更容易受到网络攻击。政策制定者需要将网络安全放在电力系统管理和运营的核心位置,而不是将其视为一个附加部门。


如今,电力生产不再仅仅属于大型公用事业。工厂、家庭和企业都可以在屋顶和空地上安装太阳能电池板。数字技术使这些小型用户也能够将他们的光伏发电的过剩电力出售给更广泛的电网。然而他们中的许多人可能没有专业的网络安全管理工具来管理迷你太阳能发电场。这就要求要制定最低标准来确保软件、设备和服务提供商安全运作。


现在的新冠肺炎危机凸显了电力基础设施和技术的关键价值,它们是应对危机的基础。此外,新冠肺炎危机还揭示了一些关于电力行业未来的重要见解,启发了政策制定者需要做些什么,以确保在清洁能源技术越来越崛起的同时保持安全可靠。


各国政府关注迫在眉睫的公共卫生紧急情况是正确的,但在市场极度波动的当下,他们也必须保持对电力安全的警惕,保护这些重要资产。在这个非常时期,我们可以没有很多东西,但我们不能没有电力。

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