西班牙大停电（之4）：电力史上最具挑战的黑启动是怎么做到的？（原创 洞察趋势的 视知产研院2025年05月01日）

（卢）Georgelu

一、

为什么黑启动非常复杂？

自伊比利亚半岛遭遇大规模停电后，电网运营商正竭力为数百万用户和企业恢复供电。这一被称为"黑启动"的过程远比"拨动开关"复杂得多——从远程控制电网运行的硬件管理系统到发电厂本身，几乎所有设备都需要电力才能运转，这使恢复工作难上加难。

发电厂看似能轻松恢复供电，但实际上仅有少数设施具备黑启动能力。因为发电本身也需要电力：锅炉厂需要电动泵阀，燃煤电厂需粉碎并输送燃料等。多数具备黑启动能力的电厂会配备柴油发电机，这些通常是小规模电厂——所需配套的柴油机组也较小。

这些黑启动设施产生的初始电力，将用于为依赖外部电源的发电厂供电。必须严格确保电力优先输送给其他电厂，否则正常用电需求会瞬间压垮少数运行中的小电厂。而这一切又需要依靠电网控制设备来实现——这些设备本身也依赖电力运行。这就是为什么电网管理永远无法简化为"将硬件联网远程控制"，毕竟互联网同样需要电力支撑。

理论上可从停电区外的相邻电网获取电力，但这要求互联线路必须隔离停电区的用电需求，直接将电力输送给待启动的发电厂。

当足够多的电厂恢复运行后，电网小范围通电，各电厂需将交流电输出同步至统一频率，此时才能逐步恢复供电。但需求可能极其庞大——电网往往在用电高峰（如热浪导致空调满负荷运行时）崩溃，这意味着无数用电设备仍保持通电待机状态。若允许所有设备同时启动，很可能导致电网再次崩溃。

每台用电设备都会像"摩擦力"般降低电网频率，而发电机则需对抗这种阻力。频率本质上是发电机内部金属转子的转速，负载越高转速越慢。从精密电子设备到重型工业机械，都可能因频率异常而损坏。因此电网设有多重保护机制，一旦频率偏离即自动切断。运营商必须精确估算各区域待恢复的用电需求，如同编排芭蕾舞剧般逐步分区通电，同时匹配新增发电容量——任何失误都可能导致全系统重启失败。

尽管西班牙与葡萄牙电网互联，但对外连接有限——仅能通过法国和摩洛哥的小容量互联线路获取外部电力（可用于辅助黑启动）。两国水力发电占比显著（西班牙10%/葡萄牙25%），水电厂因几乎不需外部电源即可启动而成为关键。

光伏发电因昼夜间歇性不适合主导黑启动，但其直流电通过逆变器可辅助稳定电网频率。风电虽基本无需外部电源即可启动，但尚不清楚当地风机是否配备黑启动功能，且实时气象显示风速偏低。电池储能本可通过直流-交流灵活转换同时满足电厂启动与频率稳定需求，可惜两国尚未大规模部署电网级储能系统。

二、

西班牙是怎么做到的？

伊比利亚半岛在4月28日12:33陷入黑暗。短短五秒内，半岛西南部的两处断联导致电网瞬时负荷损失过半。系统频率骤降，与法国的互联线路因不稳定跳闸。西班牙电网功率归零、频率归零，史无前例。恢复供电才是真正的挑战。

【15小时精密抢修】周二凌晨3:30，西班牙电网运营商Red Eléctrica宣布99.95%的电力需求已恢复（直至当天傍晚才实现100%覆盖）。此次大停电最接近的先例是2003年意大利大停电，同样始于互联电网故障。

西班牙此次完成了自2006年欧洲大陆大停电以来最大规模的电网重建实践，也是首个以可再生能源为主力能源的国家遭遇如此规模的停电。

【恐惧的"黑启动"】从零重启电网、为5000万用户恢复供电，西班牙经历了电力史上最具挑战性的黑启动案例。耗时15小时是因为必须逐步推进：先启动最具灵活性的水电站（这些电站配备柴油发电机组，可为水泵、阀门和控制系统供电，具备黑启动能力）。

【放水重启西班牙】抽水蓄能电站占西班牙电力结构的10%、葡萄牙的25%，成为首批"弹药"。La Muela和Aldeadávila水电站三分钟内完成同步，从零功率跃升至3GW。每座电站在接入负荷前都先建立50Hz的"电力孤岛"（涡轮机运行频率）。Red Eléctrica逐台连接涡轮机，并精确控制负荷注入以防转速下降。

【天然气扛起重担】核电机组全部停运（仅从法国进口的1.4GW电力参与恢复），天然气电站成为接纳可再生能源前的电网支柱。周一风力几近停滞，光伏随夜幕降临失效，水电与天然气承担主要压力。摩洛哥注入的数百兆瓦电力对安达卢西亚电厂启动至关重要。

【核电机组困境】七座反应堆中五座的自动停机引发放射性化学阻滞：骤停积累的氙-135吸收中子，导致24-48小时内无法重启。停电32小时后仍无核电机组并网，3-4GW同步功率的缺失迫使水电与天然气超负荷运行，延缓了全面恢复。

【互联电网也不足以维持频率】（与法国仅连接了3吉瓦，与摩洛哥仅连接了700兆瓦）。变电站像巨大的保险丝一样，面对失衡时隔离电网，以避免灾难性损坏。这就是为什么说西班牙和葡萄牙是“能源孤岛”，尽管它们与欧洲其他国家处于同一电网。

【经验教训】当可再生能源占比过高（缺乏传统能源的电网稳定惯性），现有欧洲电网的韧性已显不足。需加大电网级逆变器、电池储能、同步可再生能源（生物质/抽水蓄能）及互联线路投资。这些虽已在规划中，但未能及时阻止本次停电与黑启动危机。

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