技术小说｜西班牙大停电的秘密

柏林老郭

我们的主人公L先生，虚岁四十，头顶光亮，远远看去，像一只亮着的灯泡。眉眼间刻着多年值守留下的疲倦与冷静，镜片中总映着屏幕的反光，不留神还以为他戴的是苹果眼镜。

他常穿一件灰蓝色夹克，喜欢和同事开几句玩笑，语气轻松，眼神却总像锁定在一条频率曲线上，从不移开。他一身上下仿佛都带着电——简直就是电网控制的化身：表面线条色彩纷飞，内里却是一套变形金刚般灵活、有序、充满张力的拓扑结构。

2025年4月28日

8:30

西班牙上空几乎晴空万里。只有一片厚厚的云，像幽灵一般，在高空中缓缓游走。它无声、无形，仿佛没人察觉它的存在——至少，现在没人在意。

在马德里郊外的输电网调度中心，L先生的心情格外轻松。他刚接到上司P先生的电话，说德国一家光伏行业杂志的记者要再次采访他。对方说，他们对西班牙的“清洁能源奇迹”深感兴趣。

L先生笑了笑，靠在椅背上，任由记忆拉回十几天前。

2025年4月16日。那是西班牙电力史上刻下浓墨重彩的一天——全国范围内，所有电力负荷整整24小时都由可再生能源提供，滴水未沾化石燃料。

那天，P先生亲自来电，语气罕见地兴奋：“我们终于把德国人干掉了。他们去年5月14日不过短短一个小时100%新能源，而我们——一整天！Yes, we can。”

L先生记得自己当时没说话，只是微笑。他知道这不是终点，而只是战役的开端。

而今天，那片厚重的云还在移动，像什么都没发生过，也像一切都已悄然开始。

9:00

天气晴朗。天边却悄然浮现一抹异样——那团幽灵般的云正在无声逼近，像是凶手悄悄靠近毫无防备的受害者。它加快脚步，悄然越过田野，重重压在一大片阳光普照的光伏板上。片刻之间，西班牙电网仿佛被刺中了动脉，骤然失血——功率直坠2吉瓦。

城市依旧热气腾腾，咖啡店里人声鼎沸，街道上车流如常。可就在这日常背后，电网开始向危险边缘滑行。频率，一点点下探，逼近49.850赫兹——那是一道熟悉而又危险的红线，报警系统几乎已握紧扳机。

所幸，城市的用电负荷拖住了这场滑坡的脚步。频率下降的速度尚在掌控之中，暂时未触发西法之间那根敏感的联络线保护阈值。调度中心里，墙上的屏幕静静闪烁，L先生死死盯着曲线，眼神如鹰，掌心却已有薄汗。

那片云团像完成了一桩任务，悄无声息地离开，阳光重新洒落，光伏电站恢复出力。频率缓缓回升，系统仿佛什么都没发生。可L先生知道，不，这不是“没发生什么”。

太阳开始发力。

光伏出力像子弹上膛，一发接一发地打出十环。9:15，电网扛住了10吉瓦的光芒；9:30，飙到13吉瓦；9:45，是15吉瓦；到了10点整，17吉瓦正面压来，像仿佛要再创奇迹。

10:00

11:00

L先生记得那天，2021年7月24日。也是晴空万里，也是在这个时间点。频率曲线先是轻轻颤抖，随后如坠悬崖。49.850赫兹——只是开始，紧接着过流保护启动。法国联络线保护机制触发，电网瞬间断联。西班牙，成了欧洲大陆上的孤儿。

那时他还只是个新人，站在控制室的角落里，不敢出声，只能眼睁睁看着系统脱轨。幸运的是，那时候还有旋转惯量和瞬时备用撑着。老牌火电机的转子靠着惯力硬是把崩溃从边缘拉了回来。

他轻轻吐出一口气，起身走到窗前。外面的光伏板在阳光下静静运转，仿佛什么都没发生。

可L先生心里明白——下一次，也许就指望不上传统惯量和备用了。

12:00

那团幽灵般的云并没有散去，它像个执着的杀手，朝下一个目标潜行而去。它不急，却异常精准，像是心中早有名单。

它的下一个猎物，是一座新建的大型光伏电站——孤零零地坐落在空地上，还没来得及在地图上留下什么痕迹。云团悄然逼近，然后猛地扑了上去。

阳光被掐断，毫无预警地。那片光伏板像突然熄了火的引擎，失去了光的供养，输出归零。

控制室里的频率曲线再一次下坠。又是2吉瓦，就像一拳砸进电网的腹部。

调度员L先生咬紧牙关。这不像天气，更像一场伏击。屏幕前出奇地安静，没有警报，没有人声，只有那条频率曲线，在幽深的绿色背景上缓缓坠落——像一支冷酷的笔，正无声地签署一份尚未命名的死亡报告。

时间是12:33。L先生的目光钉在监控画面上，盯着那第一次“冲击”的痕迹——专业术语叫它“云穿越效应”，云影迅速扫过光伏电站，瞬间掐断了数百兆瓦发电输出。他也注意到了频率曲线那短暂而神秘的低频振荡，但没有顾得上回放9点钟的曲线，分析是否有同样的现象。电网像被人从后背推了一把，踉跄一下，又勉强站住了。

但L心中那股不祥的预感越发沉重。这不像自然现象，更像某种编排过的预演，只是台词刚刚开始。

然后，第二击到了。

第一次冲击之后仅1.5秒。电压剧烈振荡，接着又发生了光伏掉网，但这一次，像是一记蓄力已久的重拳，将电网频率推向深渊，触发保护动作解列法国联络线，像一个不堪重负的朋友突然抽身离场。西班牙电网顿时成为孤网，大片光伏系统瞬间失步脱网，内部电网解列，同时触发同步崩溃。

L先生看着那条功率曲线像瀑布般坠落——5秒不到，15吉瓦的发电量消失得无影无踪，占了负荷的六成。西班牙电网像被一记闷棍敲在脊柱上，当场瘫痪。大屏幕上的拓扑图开始闪红，节点一个个熄灭，像病人的心电图在变成一条直线。

他屏住呼吸，不敢眨眼。他知道——真正的问题，现在才开始。

13:00

值班室的电话响了。

铃声刺耳，像是一种紧急传唤。L先生抓起电话。

“怎么回事？！”电话那头，上司P先生的怒吼压着颤音，“电网是不是崩溃了？”

L先生咽了口唾沫，“是的，在急诊室里。”

“为什么？”那头几乎是在咆哮。

“光伏……连锁脱网。”L的声音低沉，“就像2021年那次。”

“但那次没崩啊！”P先生怒吼，“那次撑住了！”

“那次新能源占比才45%。”L先生几乎是低声说出真相，“这次是62%。咱们不是早就知道——旋转惯量和瞬时备用的富裕度都不够理想吗？”

电话那头忽然沉默，随后一阵混乱的背景嘈杂传来。

“总理府来电话了。”P先生低声道，声音像是卡在喉咙，“总理办公室主任问怎么回事！”

14:00

电话响了，是P先生的声音，低沉、急促。

“按照既定方案，争取五小时内恢复供电。”

L先生皱起眉头，盯着屏幕，语气里透出疑惑：“我们不是跟总理府报的是六到十个小时的窗口吗？”

P先生在那头轻轻哼了一声：“我留了足够富余时间。”

顿了顿，他压低声音，又补了一句：“你不是不知道，我们后面根本没有实操经验。”

L先生的手指停在键盘上。他当然知道。他们都知道。整个恢复计划不过是一套演练剧本，从来没人真的演过。

可现在，舞台已经点灯，观众席上坐满了人，而台词，还没排练过。

15:00

L先生后背已被汗水浸透。他一边盯着五块屏幕，一边同时接入六个电话会议窗口。声音听起来平稳——至少表面如此。

“摩洛哥那边情况怎么样？”

通话里传来沙哑的英语：“只有700兆瓦，先生。”

L先生眉头微蹙：“什么？合同上写的是2吉瓦。”

“那只是意向书，”对方语气冷静，“剩下的1.3吉瓦还要等新建输电线路。而贵方承诺的资助，至今未到账。”

L先生吸了口气，没再争辩。他挂断电话，切入法国线路。

“对不起，”他开口，“sorry，我们刚才卖给你们的那3吉瓦，现在……得买回来。”

那头沉默了一秒，传来一声短促的“C’est pas possible”，随后是一声疲惫的叹息。

L先生将注意力转回国内调度，接通六个恢复区的协调会话。

“1区怎么样？”

“联合循环电厂启机流程已全部就绪，按时执行。”

“OK。”

“2区抽水蓄能已开始调度，运行计划稳定推进。”

“OK。”

“3区风电大部分仍在。”

“亏得我们当初给风电插上了旋转惯量和瞬时备用这把双刃剑。” L先生点头，

“其实新能源运行范围很宽”，L先生表示同意，并接着问，“总共多少？”

“大约10.4吉瓦。”

“点个赞。”

“4区风光储已完成接入准备，随时待命。”

“5区风电系统同步完毕。”

“6区呢？”

对面迟疑了一下：“6区是户用光伏，分布在配电网，准确数量目前不详。”

L先生盯着图表，语气骤冷：“平常是数字古典主义，今天成了数字抽象派？”

“您这不明知故问嘛。”对方叹了口气，“那只是估算数据。而且现在是孤网运行，等1区并网后我们再报修改值。”

L先生沉默一秒，抬头望向控制中心外阳光灼灼的蓝天。

他很清楚，此刻真正的问题，不在阳光。

而在那张网——那张将国家、市场、技术与政治紧紧缠绕在一起的电网。

16:00

调度中心。

4区来电，语气急促，“黑启动（不需要外部电源）反复失败。”

此刻P先生正好坐在调度室督阵。他抬起头，声音低沉而有力：“为什么？”

“风电功率预测不准，”电话那头答得干脆。

空气一滞。

L先生侧过身来，挑了挑眉：“德国弗劳恩霍弗的预测系统不是很准吗？”

P先生顿了一下，像是要说什么，但最终只是抬起手，挡在嘴边，语气尽量低：“太贵……没买。”

一瞬间，调度室里鸦雀无声。谁也没说话，只听得见主控台上风电出力曲线的抖动声——那是一种几乎让人窒息的节奏，像心跳在混乱中逐渐失控。

L先生盯着屏幕，心里闪过一句话：有时候，电网不是被技术击垮的，而是被预算。

17:00

调度中心的空气像被烘干了一整天，沉闷而焦躁。每一通电话都像一次心跳，而L先生已经不记得自己第几次看表了。

就在这时，3区来报：“风光储孤网运行成功，频率稳定，电压合格。”

L先生一瞬间没有说话，仿佛没听清。随即，他靠在椅背上，缓缓吐出一口气。

“确认了吗？”

“确认。同步稳定，备用调节能力在15%以上。”

L先生点了点头，脸上第一次浮现出真正的放松。他没说出来的话，藏在心里：

——幸亏那时候自己咬牙坚持，让3区风电强制配上旋转备用和黑启动。不然今天这个局面，怕是直接坍了。

有时候，一个技术人的固执，比任何政策都更能救命。

18:00

6区与1区同步失败。

19:00

3区反复掉网。

20:00

各区联网。

21:00

4区风光储终于联网成功。

22:00

L先生站在调度中心高楼的落地窗前，望着夜色中的城市渐渐复苏。一盏盏灯像被悄悄点燃的星星，把黑暗擦亮，宛如棋盘上重新归位的棋子。

电话接通，是P先生。

“没问题，您可以放心向总理府汇报，”L先生的语气终于松快了一些，“现在，已有60%的地区恢复供电。”

那头传来一声长长的呼气声。

“是的，老板，”L先生继续说，“新能源救了我们的命。等明早太阳升起，光伏一觉醒来，我们就解放了。”

P先生轻笑了一声，带着几分疲惫，也带着一种迟来的肯定：“是啊。说到底，过去恢复慢，是因为我们还被老电厂的节奏拴着。大型煤电黑启动，少说六小时，有时甚至拖到十二个小时。”

他顿了顿，像在翻一本旧账，“而且那时候要从上往下——主干电网到配电网，一层层来。可今天，我们是反着来的，从底部点起，一路合围。”

L先生没有回应。他在心里“天啊”地叹了口气：老板又忘了那句“上下合围，里应外合”。

他转头望向远处那片刚刚恢复照明的居民区。灯光在夜色里跳动，像城市的心跳重新被唤醒。

但他心里清楚，今天这一切，其实是在敲响一记无声的警钟：系统设计，早已落后于能源技术的节奏。未来，谁还愿意等那些慢吞吞的老电厂慢悠悠地苏醒？

他忽然想起那个旧日场景——巴塞罗那那次区域性故障，整整花了78个小时才完全恢复。

那是另一个时代的速度。

而今晚，黑夜尚未过去，城市已经重新亮起。

第二天早上7点，西班牙电网的供电恢复率已达99.5%。

L先生凝视着现货市场的手机屏幕出神。西班牙和葡萄牙的电价，稳居欧洲大陆最低。

他感到一种难得的安宁，像一场极限演出终于顺利谢幕。

他望向窗外。城市正在苏醒，咖啡机在厨房里咕噜作响，街灯一盏盏熄灭，白昼如常归来——仿佛什么都未曾发生。

而那片神秘的云团，早已无影无踪。

没人知道它此刻身在何处。

也没人知道——它，还会不会回来。

下午，CNN记者将清稿发来，请L先生审阅。

西班牙—葡萄牙大停电的全过程，仅在几秒之间发生。第一次冲击发生于2025年4月28日12:33 CEST（10:33 UTC），电网突现异常，虽短暂恢复，但隐患已埋。仅1.5秒后，系统再次发生断连，引发运行参数剧烈恶化，触发大规模发电单元脱网，并切断了与法国的互联线路。

总损失速率：不到5秒，西班牙电网失去约15吉瓦的发电能力，占当时总负荷的60%，引发全国性电网崩溃。

“一秒半的时间，对任何人类行为来说几乎是眨眼之间；但在电力系统中，足以打破平衡，引发级联故障。”

—— 西班牙输电运营商“红电公司”（Red Eléctrica）运营服务总监 爱德华多·普列托（Eduardo Prieto）

本技术小说由作者与AI共同创作完成，基于真实系统逻辑演绎虚构情节，以向能源系统背后那些无名英雄致敬。

后记：西班牙大停电另类维基

有不少朋友问此次事件会对新能源的发展发生什么影响？

西班牙这次大停电可能会有正反两方面的影响。俄乌战争使分布式电源备受关注，大电厂极易被炸毁。

西班牙这次的大停电还让人看到快速恢复的可能，从图中可以看出，核电（红色）和煤电（黑色）第三天才开始发电。也就是说，新能源使全面恢复供电提前了一天半的时间。事故后仍然有很大一部分新能源仍然在发电。另一个值得注意的点是，这次风电似乎也展现出了不错的韧性。所有岛屿的微网也一个没停电。

当然，这次西班牙大停电也给反新能源者提供了巨型炮弹。在他们看来这次恢复供电主要是靠法国和摩洛哥的外电，可是他们连图都没有仔细看就人云亦云。从图中可以看出，黑色负荷曲线的空白处就是法摩两国联络线的功率数，约占当时恢复总量的百分二十左右。也就是说，不过几吉瓦，而西班牙的风光约占四分之三左右，起了决定性的作用。

当然，燃气（桔红色）对电压支撑和同步频率也至关重要。

还有不少朋友问为什么此次大停电恢复较快？

西班牙此次大停电能在极短时间内恢复，主要得益于三大因素：1）完善的应急预案与演练——故障发生后，相关部门可以立刻按预案启动恢复程序；2）大规模风电与光伏并网——在黑启动机组搭建起电压／频率基准后，可再生能源瞬时释放数十吉瓦电能，成为恢复的“强力推进器”；3）跨境电源支援——除法国输电网外，还引入了摩洛哥约700 MW的外部电力，进一步加快了重建速度。相比之下，2007 年巴塞罗那地区那次大停电则整整耗时 78 小时才全面恢复。

朋友问应该吸取什么教训？

在高比例新能源系统中，其他类型电源的在线数量本就有限（否则便不能称为高比例新能源系统），传统的备用系统难以实现秒级响应。因此，新能源系统本身必须具备必要的调节能力；若不具备，则需配套构网型储能，或通过快速频率响应机制来补充传统的一次调频。

当然，西班牙自己也需要加强电网互联，减少形成孤网。事实上，西班牙已与摩洛哥达成电网合作协议。不过连接摩洛哥的三条线路的合计的上限将达到 2.1 GW。可是，这仍然不足以应付这次的危机。

关于一次调频问题

根据西班牙输电公司周二提出的初步假设，伊比利亚半岛西南部的两座光伏电站可能发生了某种异常事件，这或许是导致发电量骤降的幕后原因。同时有报道称，这次光伏功率剧降是否由云穿越效应引起，还需进一步分析光伏逆变器的运行记录。

根据当时的频率下降记录，电网第一次大约损失了约50兆瓦净缺口，第二次西班牙境内损失了吉瓦级的光伏发电功率，1.5秒后又出现吉瓦级光伏脱网，并在随后3.5秒内进一步演化为功角失步，最后导致西班牙与法国之间的联络线保护动作启动，使西班牙电网被迫解列，形成孤网运行。

事实上，当天上午9点左右也曾发生过一次类似事件，但并未触发联络线跳闸。该次事件后频率迅速恢复正常，但媒体分析并未关注这一细节。这一现象表明，光伏出力的剧烈下降是暂时性的，很可能与云穿越效应有关；其他原因则往往会导致光伏缺口持续存在。

德国研究人员事后注意到9点出现的异常现象，但认为这属于不同电厂交替运行时产生的跳跃效应。然而，从频率历史曲线来看，近期仅事故当天连续出现过两次类似现象。如果这真是所谓计划发电引起的阶梯式跳跃，那么类似情形理应反复出现。

关于旋转惯量和瞬时备用

西班牙电网的旋转惯量和瞬时备用能力明显不足。根据德国输电公司的研究，只要约三分之一的风电和光伏自身提供瞬时备用，就足以满足系统需求。目前，德国已开始在市场上采购瞬时备用。如果逆变器性能足够优良（例如采用高端逆变器），通过软件升级即可实现这一功能。也就是说，需要增量风电和光伏应该提供瞬时备用，也需要增加由构网型储能提供的旋转惯量。输电公司已颁布相关规定。相应成本可纳入系统辅助服务费用，由所有用户共同承担。

关于振荡现象

事故发生前，电网曾出现短暂的低频振荡，属于一次调频可控范围，且振荡在事故发生前已消失。

根据目前掌握的数据，德国研究人员认为此次事故更可能是由电压振荡引发，而非由稳定性振荡造成。由于不同地区的电压波动幅度存在差异，这一判断仍需进一步分析确认。下图为2016年的电压振荡记录，与频率振荡波形并无明显相关性。由于事故起因是线路跳闸，因此研究人员推测电压振荡的可能性更大。

尽管如此，德国研究人员指出，事故发生前又出现过一次幅度较高的低频振荡，仍需进一步研究其成因与影响。

然而，事故期间的频率变化率 （RoCoF）依然符合规程要求，低于2Hz/s及0.5 s窗口，表明初始失衡幅度并不极端，也没有触发并网规范的“强制脱网”阈值。不过，如果振荡模态本身阻尼差，只要有持续激励（如功率交换波动、励磁控制不当），仍可能在 RoCoF 很小的情况下逐步放大。这还需要进一步的研究。

从频率图上可以看出，事故发生前低频震荡的幅度已被控制在一定范围内，但仍未完全消除。同时可以观察到，事故瞬间电网出现了约50 MW的功率净缺口，对应频率斜率为2 GW/Hz。

欧洲电网长期存在小幅度低频振荡，主要表现为两种模式：0.12 Hz 和 0.25 Hz。本次振荡频率为 0.2175Hz，低于后者。类似现象曾在2016年发生，彼时的反演研究持续了近六个月。

故障穿越（FRT）功能

低电压穿越LVRT（Low Voltage Ride Through）

• 要求逆变器在电压跌落时保持并网不中断，并可提供一定的无功支撑。

• 例如：在电压跌至 0.5 p.u. 且持续不超过 0.2 秒时，应保持不脱网。

高电压穿越HVRT（High Voltage Ride Through）

• 类似要求逆变器在电压短时上升（如达 1.20 p.u.）时不应立刻断开，而应具备滞后处理能力。

动态电压支撑（Dynamic Voltage Support）

• 要求逆变器在电压异常时主动输出/吸收无功，以帮助恢复并网点电压，不只是被动等待回到正常区间。

EPRI 白皮书 《光伏电站输出与云穿越引起的波动性》里提到：

云层引起的辐照波动为光伏并网带来了特殊挑战。

由于光伏组件对辐照变化反应极快，云层遮挡时可能在数秒内引发发电功率的大幅波动，幅度甚至超过电站额定容量的50%，且这种变化可能反复出现。

相比之下，风力发电由于旋转部件具备惯性，其输出变化相对平缓。

而光伏发电的快速波动则更容易引发电压调节困难和负载跟踪失衡。

当多个光伏系统集中接入同一配电线路时，云穿越现象可能引发局部电能质量问题，甚至因电压异常等不稳定因素触发逆变器的保护机制，导致光伏系统脱网，瞬时损失大量发电能力。

据西班牙电网公司（Red Eléctrica）称，调查集中在位于半岛电力系统西南区域的两座光伏发电厂的断开情况。有人在文章下面评论，光伏脱网的地区一直有电压问题。白皮书是2011年颁布的，德国一般认为这一问题已被解决。在大停电发生24小时之后，西班牙电网公司的技术人员正在分析一种最可能的解释：光伏电站发生了连锁式的跳闸事故。

“防孤岛”保护

2021年法西联络线解列后西班牙成为“孤网”，并没有任何“防孤岛”保护动作，因为那一概念仅适用于分布式逆变器在配电网中的孤岛检测；在西班牙，60%以上的光伏安装在输电网上，其安全机制则依赖线路保护、频率／电压保护和负荷切除。

构网型储能尚难以完全承担大规模惯量模拟的系统责任（性能、响应速度）？

德国研究人员利用一个简化模型对西班牙大停电事件进行了反演研究，发现构网型储能在解列后的性能优于传统机组，见下图节点（1）和节点（2）

西班牙官方最新消息：没有任何告警和保护跳闸信息，格拉纳达变电站失去了（光伏）发电功率，几秒钟后巴达霍斯和塞维利亚地区也失去了（光伏）发电功率。

德国光伏研究所（Fraunhofer ISE）5月8日信息：

1. 12:03 — 12:08 — 0.653赫兹低频振荡
2. 12:19 — 12:22 — 0.215赫兹低频振荡
3. 12:29:50 — ～650兆瓦发电功率中断
4. 12:32:57.2 — 50兆瓦损失（核实信息）
5. 波尔图上出现的频率变化率峰值RoacoF：接近-2赫兹/秒

之前ISE有一个评论：

真正的故障则是在大约中欧夏令时间12:33开始的。

特别有趣的是：来自西班牙和葡萄牙的频率测量显示，其振幅明显高于其他电网。这非常有力地表明伊比利亚半岛内部存在本地振荡——其周期约为5秒（相当于0.2 Hz）。

INESC TEC是葡萄牙乃至欧洲领先的科研机构之一，在人工智能、能源系统、机器人技术等多个领域具有深厚的研究基础和广泛的国际合作网络。其在技术转移和产业化方面的积极实践，使其在学术界和工业界都享有高度声誉。

2025年5月7日，INESC TEC对西班牙大停电进行了全面地复盘：

频率骤降与事件演化

在12:33:16，西班牙东南部发生了第一次发电损失，紧接着在12:33:18发生了第二次发电损失。这构成了一次极为罕见的n-2 发电故障事件。

从 12:33:18 起，系统频率开始显著下降。为保护设备，多个光伏电站根据其保护协议自动脱网，以防止损坏。

在最初的 5 秒内，西班牙约有15吉瓦的发电能力损失。伊比利亚电力系统频率急剧下跌，最终导致葡萄牙和西班牙所有仍在运行的发电机组停机。葡萄牙测得的频率下降速率超过每秒1.5赫兹，突显出系统失稳的速度之快。

各类保护装置按设计动作，进一步引发发电损失，并导致法西互联线路解列。

频率振荡及其演变

当天上午约 11:20，伊比利亚电网出现了异常的频率波动。这些波动由**相量测量单元（PMU）**探测到，该设备可精确测量电力系统中电压和电流的幅值与相角。

位于马拉加（Málaga）和波尔图（Porto，INESC TEC）的 PMU 记录显示，这些频率振荡与里加（Riga）的 PMU 所记录的频率波动不同步，而且阻尼较差，表明系统存在稳定性问题。

这些频率振荡的范围在 0.7 赫兹至 0.2 赫兹之间，在主事故发生之前一直存在于系统中，尽管其振幅有所减弱。

事故分析

与所有大停电事件一样，理解事故发生的经过至关重要——尤其是需要明确导致西班牙发电机组停机的触发原因，这是造成后续一系列事件的起点。通过对各类保护装置动作的时间记录、以及电压和频率随时间变化的回顾性分析，有助于澄清此次事故的具体情况。此外，可能还需要进行进一步研究，以模拟事故前的运行状态，从而查明事件的根本原因。

尽管具体原因仍在调查中，过去对类似事件的评估表明，可能有三项关键因素共同导致此次事故：一是突发的发电损失（n-2故障情形）；二是在高比例可再生能源并网的背景下，系统惯量较低（这使得频率对功率失衡更加敏感）；三是电压偏移及其控制问题。

在伊比利亚系统与波罗的海国家之间观测到的频率振荡，属于文献中所称的“小信号稳定性”问题。这类问题表现为电力系统中的功率振荡，引发显著的频率和电压波动。在短路容量低的弱系统中，即使是轻微的相角扰动，也可能引发较大的电压振荡。

这些振荡现象通常被称为低频振荡（Low Frequency Oscillations，LFOs），频率范围通常在 0.1 至 2.0 赫兹之间，表现为不同区域内的同步机群之间相互振荡。这类振荡源于同步发电机的旋转部件之间的机电相互作用，涉及激励系统、电力系统稳定器（PSS）、以及电力电子变换器的控制器等多个环节。如果不能得到有效阻尼，这种振荡可能会损坏设备、导致发电机组解列，最严重时甚至可能引发级联故障，最终导致全网断电。

因此，可以合理推测，这类物理机制可能在本次大停电中发挥了作用。

此外，还不能排除另一种不稳定性来源：风电和光伏电站中的电力电子变换器之间可能产生的相互振荡。这类振荡由电力电子设备的控制行为引起，同样具有引发系统不稳定的潜在风险。

需要指出的是，这次事故并不是伊比利亚电网首次经历的大规模稳定性事件。2021年7月24日，由于一系列连锁故障，葡萄牙和西班牙所在的伊比利亚半岛一度与欧洲大陆电力系统解列。事故起因是一场发生在法国南部穆克斯（Moux）地区的森林火灾，火灾导致Baixas–Gaudière输电线路故障，使法西之间的其他互联线路超载，最终引发系统分裂。

伊比利亚电网因此出现严重的频率下降（最低至48.65赫兹），启动了基于频率的负荷切除措施，包括抽水负荷及其他负载，同时还造成部分分布式可再生能源的脱网。但在那次事件中，最终避免了全面停电。当时的频率下降速率为0.7赫兹/秒，相对较缓。

经验教训

在这一系列事件中，必须得出若干关键结论，以指导如何运行一个高比例电力电子变换器并网的系统——在英语术语中通常称为“跟网型（grid-following）”系统，目前西班牙该类发电已占比约 80%。

包括西班牙国家电网运营商 REE 在内的多家欧洲输电系统运营商（TSO），已经部署了广域监测系统（WAM, Wide Area Monitoring）。该系统通过 PMU（同步相量测量单元）来监测电网稳定状态并检测干扰（如 4 月 28 日观察到的现象），从而为系统调度员发出预警。这类设备的广泛部署对于当今电力系统至关重要，因为它们不仅支持详细的事件分析，还能为制定纠正措施提供依据。

目前，这些系统正向广域监测保护与控制系统（WAMPAC, Wide Area Monitoring, Protection, and Control）演进，集成了保护与控制功能，结合了自动控制操作（如发电机调度或断开国家间互联线，例如法西边界线）。这些功能有助于保持系统完整性，防止级联故障。通过观察系统的稳定性特征，WAMPAC 可以在无需预设事件组合或顺序的前提下，简化复杂事件的分析、检测和缓解过程。

因此，系统运营商应部署动态安全监测工具，以便及时识别关键运行条件，制定相应的预防性和纠正性控制措施。在系统运行规划阶段（例如日前市场阶段），可以结合仿真与机器学习来制定对严重故障情形的应对措施。

这类工具可视为电力系统的“数字孪生”，模拟系统对扰动的预期响应过程。虽然人工智能（AI）被视为应对这类事件的有前景方案，但这类故障事件通常具有极低的发生概率，因而缺乏足够的历史数据支撑机器学习训练；且其响应时间常常处于毫秒至秒级别，有时甚至比现代AI算法的推理时间还要短，甚至快于人类的反应时间。

因此，只有当AI模型与电力系统运行的物理方程相结合，确保与现有控制系统工具的互操作性，并维护良好的人机交互界面时，AI 才可能在决策过程中真正发挥积极作用。

从最终目标来看，相关软件系统必须具备加速仿真能力，能够在事件发生前进行影响评估，借助虚拟助手为调度人员提供支持。这些解决方案必须同时考虑系统内部的结构性因素（如系统惯量水平、设备老化）和外部威胁（如极端天气、网络攻击）。因为此类事件往往具有跨时间与空间传播性，并不总是首先影响地理位置相近的区域。

此外，还必须从确定性方法转向概率性方法，以量化具体事件的发生概率和可能影响，从而进行风险评估，并评估预防性措施的有效性。

更重要的是，应对电力系统稳定器（PSS）的安装与参数调校进行重新评估，或对现有设备重新标定。这些设备可关联于同步发电机、FACTS装置或运行在构网型（grid-forming）模式下的电力电子变换器。构网型变换器在未来系统稳定运行中扮演核心角色，因为它们可以模拟同步机行为，参与电压与频率控制。此类设备可与电池系统联合使用，应当在传输网中战略性布置、规模适当，以确保其在各种运行状态与稳定性挑战（暂态、频率、电压、小信号和变换器相关稳定性）下的有效性。同时，它们还能通过提供合成惯量（synthetic inertia）来缓解同步惯量下降的影响。

未来伊比利亚半岛的辅助服务市场必须引入新的服务内容，例如一次调频储备（FCR），除了已有的自动与人工二次调频（aFRR 与 mFRR），这些服务可由储能系统提供。葡萄牙电网运营商 REN 于今年 1 月宣布了一项可再生能源参与 FCR 的试点项目。同时，还应考虑部署更先进的服务，例如快速频率响应（FFR），可由基于电池或某些可再生能源变换器提供，具备快速响应频率变化、提升系统稳定性的能力。

与此同时，还应评估将部分同步发电机转换为同步调相机的可行性。这些调相机在低功率运行（仅补偿其自身损耗），可以提供电压支撑和同步惯量，有助于应对频率振荡。

在调整策略方面，还需优化保护系统参数以增强网络韧性。ENTSO-E在其2018年文件《有限频率灵敏模式（Limited Frequency Sensitive Mode）》中建议，扩大发电模块的频率运行范围，即要求在 47.5Hz 至 51.5Hz 区间内保持并网至少30分钟。同时应实施协调的频率响应机制：过频响应（LFSM-O，50.2Hz 启动）和欠频响应（LFSM-U，49.8Hz 启动），响应时间应根据不同技术类型合理设定。此类措施旨在严重扰动事件（如系统解列）中避免不必要的发电设备脱网，为调度员争取宝贵时间以实施应急措施并维持系统稳定。

结语

技术手段是存在的，足以保障大规模可再生能源通过电力电子变换器并网情况下的系统安全运行。葡萄牙的马德拉群岛和亚速尔群岛就是成功案例，它们已经接入高比例可再生能源，并通过构网型变换器实现了合成惯量、电压与频率的控制能力，从而可以快速抑制暂态扰动。这些岛屿系统的经验应当加以转化，应用于大陆电网的稳定运行中。

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