中国储能网讯：近期，西班牙公布“4・28”大停电调查报告。报告明确指出，这场事故的核心是过电压引发的连锁故障——这与本人文章《“4·28”西班牙大停电原因推测及启示》中的判断基本吻合。同时，报告特别强调：灾难并非单一问题所致，而是多重风险叠加，突破了电力系统单一元件的故障耐受极限的结果。

官方报告虽罗列了诸多致灾因素，却未厘清这些因素间的关联脉络与深层逻辑。基于对报告的深度拆解，本人认为这些致灾因素可从三层逻辑递进剖析（见图1）：若将电网视作一个有机整体，系统强度便是它的“体质底子”，电压快速支撑能力不足就像“先天禀赋薄弱”，让电网抗干扰的“底子”非常薄弱；而电压控制策略如同“自身调节机制”，西班牙电网的电压策略失当好比“调节功能跟不上节奏”，使得本就不强的“体质”更难应对波动；外界的新能源出力起伏、市场信号变化等则像是外界持续的扰动，三重因素叠加之下，最终超出了电网的承受极限，引发了大停电。

图1：西班牙大停电的三层原因及递进关系

来源：作者绘制

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系统强度不足：电网“体质底子”薄弱

本文所指的系统强度不足，核心是伊比利亚电网的电压快速支撑能力较弱，具体体现在两方面：短路容量和同步发电机的一次调压能力。从原理上看，短路容量反映的是：当发生短路时，系统在发电机绕组磁链守恒的物理约束下，向短路点瞬间注入电流的能力，本质是对电压的瞬时支撑力；一次调压则是发电机通过励磁系统的下垂控制实现的自动快速调压（类似一次调频机制），响应速度能达到数十毫秒级。这两者的共同点是均能自动、快速地响应电压变化。

局部系统强度取决于区内同步发电机开机量与主网的联系紧密程度。停电前西班牙电网仅有11台常规机组运行（近年最低，且低于日前计划值），且与法国电网交流联络线少、距离长、容量有限（仅为装机容量的3%，远低于欧盟规定的15%的目标），和欧洲主网电气联系薄弱。双重因素导致系统强度极低，直接造成电压变化幅度大、速度快，还容易出现调节过度的问题。

首先是电压变化幅度大，极易超出安全范围。对外输电计划调整、电源出力随电价波动以及新能源的出力起伏，都会引发电压大幅波动。4月28日10:30至停电前，系统400千伏稳态电压的变化幅度约达额定值的9%（见图2），已接近国内新能源场站并网点电压正负偏差不超过10%额定电压的限值。更严重的是，低强度系统中有功振荡将额外导致大幅度的电压振荡。据官方报告，11:03、12:03、12:19发生的三次振荡均伴随剧烈电压振荡，超出了新能源的安全运行范围，导致大量低压等级电源脱网，其中11:03的振荡可能造成1200兆瓦可再生能源离线。

图2：4月28日上午西班牙输电网电压波动情况

来源：西班牙2025年4月28日停电分析报告

其次是电压变化速度快，留给调控的时间窗口有限。系统强度低导致电压对扰动的响应异常灵敏，使得系统能从稳定状态快速滑向稳定边界，甚至在极端状态间快速切换。尽管报告未明确提及是否采用AVC等实时闭环电压控制系统，但明确了输电网电抗投切由操作员手动执行，部分220千伏/400千伏自耦变压器的分接头也可能由ICE手动切换。在12:00至12:30的半小时内，因低频振荡及处置，系统就经历了“正常-低-高-低-高”4次电压转换，高低压转换间隔不到10分钟（见图3），人工调控来不及响应。报告也明确指出，部分变压器分接头未能及时动作，导致次级配电网出现过电压。

图3：4月28日西班牙南部输电网电压波动情况

来源：西班牙2025年4月28日停电分析报告

三是容易因过调引发异常。新能源在高、低电压穿越时，会通过动态无功支撑控制提供无功，帮助电压恢复。但在低强度系统中，电压调整幅度容易过大，可能导致过电压，或反复进入、退出故障穿越状态。报告提到，12:03出现的0.6赫兹振荡，源头是西班牙西南部巴达霍斯某光伏电站A的内部控制装置异常。结合事发前西南部电压偏低的情况（见图4），推测该光伏电站因反复触发低电压穿越，引发了强迫振荡。

图4：光伏电站A（红圈表示）振荡前电压低

来源：西班牙2025年4月28日停电分析报告

官方报告指出，同步发电机动态无功调节能力不足是电压波动与过电压的主因。需要说明的是，机组动态无功调节能力不仅包括一次调压，还涵盖二次调压——通过手动或AVC等方式修改机组下垂特性参考值，实现相对慢速的无功调用与电压控制，时间尺度往往在分钟级以上。机组进相吸收无功的极限往往对应的是二次调压。但在4月28日低频振荡导致电压大幅波动、12:32:00开始57秒内输电网电压线性上升以及过电压连锁故障等对大停电起决定性影响的快速过程中，二次调压可能来不及响应，由短路容量和一次调压共同代表的系统强度不足是本次停电的核心原因。

总的来说，系统强度体现了电网的“抗压能力”——抵御无功电压波动的能力越强，电压稳定性就越好，事前的安全运行范围（安全域）也就越宽；反之，电压容易大幅波动、突破安全边界，系统安全域就会缩小（见图5）

图5：不同强度系统的安全域

来源：作者绘制

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控制策略失当：电网“调节机制”失灵

无功电压控制系统的主要作用是监测电压异常，通过多层调节机制抵御波动风险，维持电压在安全区间并保留缓冲裕度。具体来看，电压调节手段主要有四类：1）可再生能源、热电联产和垃圾发电（Renovable, Cogeneración y Residuos，简称“RCR”）作为主体电源，按指定功率因数进行静态电压控制，其无功调节量只和有功出力相关，与电压本身无关，这就像“机械的卫兵”，只按固定指令行动，不管实际威胁；2）常规电源独立于有功功率，根据并网点电压动态调节无功，实现电压响应，类似“智能哨兵”，能根据战场情况灵活出击；3）系统操作员通过投切电抗器，必要时投退输电线路调控输电网电压，好比“后方支援部队”，在紧急时出手干预；4）公共送出基础设施所有者（Infraestructura Común de Evacuación，简称“ICE”）调节主变分接头，确保次级及配电网电压不超安全限值，如同“基层防线”，守护最后一公里安全。遗憾的是，这样的调节体系已难以适应西班牙电网新能源高渗透率、出力波动大的新特点，成为潜在的风险隐患。

一是主力RCR电源无功策略失当，致使系统电压波动大，且引入正反馈导致过电压连锁脱网。电源静态无功控制策略需遵循补偿有功功率变化引发的送出通道无功损耗原则，以降低因有功功率变化产生的电压波动。然而，西班牙RCR电源在系统电压偏高时，采用定功率因数的无功吸收策略，当电源出力下降，在送出通道无功损耗减少的同时，电源吸收的无功量亦相应降低，进而加剧系统无功过剩与电压抬升，与既定控制原则相悖。在此无功策略下，新能源集群在电压偏高时处于不稳定状态，一旦部分新能源因过电压脱网（在系统强度低时更容易发生），该集群电压将进一步升高，可能触发不可逆转的过电压连锁脱网，且现有安全稳定防线难以应对，此即本次大停电事件的实际状况（见图6）。

图6：连锁故障时频率（上图）和电压（下图）的变化情况

来源：西班牙2025年4月28日停电分析报告

二是输配网电压控制不协调，导致系统电压运行裕度降低与越限。当输配网两侧电压在标称值附近且裕度相似时，总体电压运行裕度最高，这需输配网分层分区、就地平衡无功，但RCR电源无功策略加剧无功大范围流动与电压空间分布不均。在常规电源有限时，输电网侧靠投切电抗器、线路等离散措施调压，配电网侧调主变分接头保电压不越限，该方式难以满足无功分层平衡，导致电压层级间差异大，如一侧近上限、另一侧近下限。官方报告指出，在某些方式下部分输配电网边界节点呈现强容性特性。11:03低频振荡期间，在400千伏侧电压未越限的情况下，配电网侧电压可能低于下限值，导致1200兆瓦可再生能源脱网。12:32:00至12:32:57西班牙全国1030兆瓦可再生能源脱网，12:32:57格拉纳达355兆瓦、12:33:16巴达霍斯730兆瓦可再生能源脱网，均因400千伏侧电压在允许范围内，而低压侧电压超过上限值所致。此外，输配网分属不同运营商运营，再加上西班牙存在大量的私人网络或控制中心，管理协调也存在较大问题。

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外界扰动频繁：连环冲击压垮脆弱电网

在系统强度不足、控制策略失当的情况下，外界扰动的连环冲击不断消耗电网的储备能力，最终引发“系统性崩溃”。对外输电计划突变、电源对电价的应激反应，叠加风光新能源的随机起伏，共同引发系统潮流的剧烈波动。潮流大幅度波动不仅引发输电通道无功损耗变化，还与RCR电源出力波动带来的无功吸收同步涨落，在“低系统强度”的电网中造成电压的大幅度变化。更加棘手的是，当源侧扰动集中在西班牙南端，功率波动如“多米诺骨牌”从南向北传导，境内多数输电线路与对法跨境联络线同步陷入负载剧变，进一步放大电压失控风险。

这种关联绝非偶然。官方报告的监测数据清晰地勾勒出“扰动-电压”的长期耦合轨迹：从4月28日的崩溃瞬间回溯数周甚至数月，发电计划调整、电价驱动的电源响应、新能源出力波动始终与电压异常“同频共振”。

4月22日，西班牙与法国的输电计划突然下调1650兆瓦，直接导致境内线路与跨境联络线负载骤减，直接触发过电压风暴（见图7），多个变电站因电压越限跳闸，大型工业负荷接连脱网。仅两日之后危机再次出现，4月24日18:00，受西班牙对法国输电计划调增和光伏出力陡升的双重影响，系统出现了一次输电网电压显著跌落的情况，虽然未对发电设施或用电造成实质性影响，但这些“预演”早已暴露电网对跨境潮流与新能源出力突变的耐受短板。

图7：4月22日事故期间西班牙输电网电压变化

来源：西班牙2025年4月28日停电分析报告

当日午间10:30–11:10，西班牙电网的电压异动，正是由价格信号驱动：日内电力市场电价暴跌至-10欧元/兆瓦时，大批光伏电站索性集体按下“经济性暂停键”，不仅自身有功输出切断，还连锁引发对法联络线潮流锐减，最终推动系统电压一路飙升（见图8）。

图8：4月28日电压、西班牙-法国电力交换及光伏发电量的变化趋势

来源：西班牙2025年4月28日停电分析报告

这场危机绝非终点。随着能源转型加速，“扰动连环击”的威胁正快速升级。市场维度方面，日内电力市场已细化至15分钟价格间隔，并将于2025年10月全面覆盖日前市场。分布式能源崛起，让发电主体更分散、对价格响应更灵敏，“负电价→电源急停→潮流剧变”的链条更短、更猛；能源维度方面，气候变化加剧极端天气，风光出力波动性急剧攀升，阳光骤隐、狂风突歇，随时可能成为新的崩溃导火索；跨境维度方面，西班牙和法国互联的功率突变已多次预警，未来能源互联深化，跨境潮流的“蝴蝶效应”更难预判。如果电网的抵御能力未能同步提升，未来的风险只会有增无减。

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给我国电网的启示

西班牙电网的崩溃，源于三重困境的层层叠加：对外与欧洲主网联系薄弱，内部常规机组开机量跌至低谷，系统强度先天不足，抗干扰能力形同“纸糊防线”；低频振荡、输电计划突变等扰动持续冲击，让局部电压在安全边界反复试探，稳定裕度被压缩至“悬崖边缘”；而本应守护电网的电压控制策略又频频失当——该快速响应时动作迟缓，想主动调节时又用力过猛，最终让一场本可平息的“局部波澜”，演变成席卷全域的“系统性崩溃”。这三重困境的交织，正是灾难的根源。其教训为我国新能源高渗透下的电网安全敲响警钟，具体启示有三：

（1）筑牢系统强度根基

我国虽依托特高压形成强互联主网、同步机组储备充足，但西北、西南等新能源高占比区域已现强度弱化苗头，中东部局部电网、海上风电等大型新能源集群接入区也存在电网强度不足问题。西电东送主通道潮流日波动大，对沿线电网强度形成持续考验。建议一是保留合理常规机组开机量，在新能源大发时保障常规机组的开机，支撑系统的强度，不盲目追求高利用率；二是强化跨区电气联系，提升区域联网强度，加强跨区电网的强度支撑与潮流支援；三是通过调相机，构网控制等技术推动新能源场站改造为“虚拟同步机”，模拟同步机调压特性，弥补常规机组不足。

（2）升级控制策略体系

国内新能源场站仍大量采用定功率因数的无功电压控制方式：送端高比例新能源区域，轻载时若按定功率因数吸收无功，易引发类似西班牙的过电压连锁故障；东部多直流馈入重负荷区，分布式光伏按定功率因数发无功，可能触发低电压连锁风险，并与直流交互影响引发系统性问题。随着系统“轻量化”转型，传统人工或慢周期自动控制已难适应变量快速变化。需重构调节机制：一是推动新能源从“定功率因数”转向“电压闭环动态调节”，高渗透区域风光场站需具备毫秒级响应能力；二是坚持统一调度、分层管理，严格落实无功分层分区就地平衡，破解输配电网协调难题；三是完善并推广适应新型电力系统的AVC系统，实现全局无功优化与站端电压快速闭环控制。 

（3）构建扰动防御网络 

我国新能源装机已超15亿千瓦，西北、华北风光出力日内波动幅度常达50%以上，短时骤升骤降现象频发；南方区域电力市场已启动连续结算试运行，电力市场现货交易细化至15分钟间隔，国内部分地区负电价时段已出现新能源集中停机导致潮流剧变；西电东送、北电南送跨区潮流日波动超千万千瓦，叠加极端天气（如沙尘、寒潮）引发的新能源出力突变，扰动风险持续攀升。需打造全链条防御：一是给电力市场装“缓冲垫”，在现货交易中建立“出力波动阶梯调节机制”，对骤升骤降的电源实施分级预警与干预，避免价格信号成为风险扩散的“加速器”；二是建强“预测-响应”双引擎，用AI强化分钟级预测，通过储能与爬坡限制等手段平抑短时波动，让新能源波动从“不可控”变为“可缓冲”；三是织密跨区互联“防护网”，针对跨境、跨区功率波动建立“实时预警+动态冗余”系统，通过智能调度预留输电通道弹性容量，严防局部事故演变为系统风险。

西班牙大停电警示我们：电网安全需系统强度、调控能力与抗扰韧性协同发力。我国推进能源转型时，要正视西北、西南等区域的强度短板、控制策略滞后风险及市场与互联带来的扰动挑战。建议以跨区骨干网络与常规机组合理配置筑牢“强体质”，靠新能源动态调压与AVC升级实现“精调节”，借市场缓冲、AI预测与跨区防护网构建“高韧性”，更好地守住安全底线，为能源革命筑牢根基。

（本文仅代表个人观点）