中國儲能網訊：據外媒報道，2019年8月9日下午16:52，英國電網遭遇了一次10年未遇的大規(guī)模停電事件，導致電力中斷、部分鐵路線停止運行、交通信號燈失靈，影響了110多萬居民的工作和生活。行業(yè)專家Liam Stoker在發(fā)表的一篇文章中探討了此次電力中斷的根本原因以及電池儲能系統(tǒng)在此次事件發(fā)揮的重要作用。
16:52:33.490，這9個數字成為英國電力系統(tǒng)運行歷史的一個令人印象深刻的時間戳。2019年8月9日下午，英國電網由于一條電力線路遭到雷擊而引發(fā)了一系列電力中斷事件，導致英國十多年來首次大范圍停電。
英國100多萬人經歷了停電和嚴重的中斷，部分鐵路線停止運行。盡管是一個暫時性事件，但這一事件成為全國性的頭條新聞。
那么英國電力系統(tǒng)是否遭到網絡攻擊？并不是，英國主要輸電系統(tǒng)運營商National Grid公司很快排除了這個可能。供電并不穩(wěn)定的可再生能源發(fā)電設施是罪魁禍首嗎？由于當天的風力發(fā)電提供了英國一半以上的電力。而電力中斷事件發(fā)生后的幾天，National Grid公司也駁斥了可再生能源發(fā)電導致電網斷電的這種說法，這并不是最終導致停電的原因。
英國8月9日停電事件凸顯了電池儲能系統(tǒng)對于電網穩(wěn)定運營的重要性
National Grid公司在8月19日發(fā)布的初步調查報告宣布這次事件真正的起因。
雷擊是導致電力中斷的起因
National Grid公司發(fā)布的電力事件時間表將一系列事件匯總在一起，這些事件雖然各自可控，但匯集在一起造成的后果導致電網頻率下降，隨后導致電力中斷。根據調查，事發(fā)當天下午，雷電擊中了劍橋郡圣尼奧斯附近的小鎮(zhèn)伊頓索肯附近的一條輸電線路。此次雷擊與當天發(fā)生的數十起雷電襲擊電網基礎設施的事故一樣，通常由其電力保護系統(tǒng)自動處理。但是確實觸發(fā)了電網“斷電”協議，該協議從電力系統(tǒng)中斷了約500MW的嵌入式發(fā)電設施（家用太陽能發(fā)電設施和電池儲能系統(tǒng)等）的連接。而損失的這一容量至關重要。（注：嵌入式發(fā)電設施通過在配電網建立單獨的發(fā)電單元來對重要負荷進行供電,并通過公共連接點與電網進行能量交換。）
幾秒鐘之后，在發(fā)生雷擊地點的幾英里之外的由電力廠商RWE公司擁有的一個名為Little Barford的一座聯合循環(huán)燃氣輪機發(fā)電廠(CCGT)的一臺發(fā)電機組脫機，并使英國電網損失了約700MW的發(fā)電量。在這幾秒鐘內，Orsted公司的Hornsea海上風電場也隨之脫機，連鎖的電力中斷促成了這一罕見電力事故發(fā)生。
National Grid公司表示，兩個大型發(fā)電設施同時脫機的原因仍在繼續(xù)調查當中，但希望RWE公司和Orsted公司能夠合作，以更好地調查這些發(fā)電設施發(fā)生故障的原因，但到目前為止，這兩家電力運營商都對這一事件保持沉默。然而，National Grid公司表示，這些事件以某種方式相互關聯，或者可能是一個發(fā)電設施的故障觸發(fā)了另一個發(fā)電設施的故障。
在短短幾秒鐘內，英國的電力系統(tǒng)總共損失了約1378MW的發(fā)電量，使電網頻率驟降至49.1Hz的初始低點，隨后出現二次下降，使頻率降至48.8Hz，遠遠超出了安全運行極限。National Grid公司試圖使用備用容量恢復電網頻率的嘗試失敗了，該公司被迫要求區(qū)域性電網運營商開始實施低頻需求斷開（LFDD）方案；實質上是切斷客戶的電源。
National Grid公司表示，在此期間，儲能運營商連接電網的電池儲能系統(tǒng)（據稱裝機容量為475MW）迅速響應向電網供電，對于電網穩(wěn)定運營發(fā)揮了重要作用。
停電時間表
16：52：33.490-英國國家電網輸電公司(NGET)收到報告，伊頓索肯-懷蒙德利電力線路因雷擊而發(fā)生相間對地故障。
16：52：33.728-Orsted公司Hornsea海上風電場開始卸載其發(fā)電容量，損失了799MW的發(fā)電量。
16:52:34-Little Barford發(fā)電廠一臺汽輪發(fā)電機跳閘，使電力系統(tǒng)損失了244MW的發(fā)電量。
16:52:34-英國國家電網調度中心(ESO)啟動其頻率響應，以穩(wěn)定電網頻率，使其降至49.1Hz。
16:53:18-英國國家電網調度中心(ESO)報告頻率響應恢復到49.2Hz，阻止了頻率下降。
16:53:31-Little Barford發(fā)電廠啟動更多發(fā)電機組，同時National Grid公司的所有頻率響應發(fā)電機組正在啟動，試圖恢復電網頻率。
16:53:49.398-電網頻率再次下降，低于安全頻率48.8Hz。配電網運營商觸發(fā)低頻需求斷開（LFDD）協議并斷開電網連接，損失了931MW的發(fā)電量。
16:53:58-Little Barford發(fā)電廠的另一臺發(fā)電機組脫機，使事情進一步復雜化。至此，累計饋電損耗最高為1,878MW，其中損失的輸電系統(tǒng)并網發(fā)電量總計1378MW，損失的嵌入式發(fā)電設施的發(fā)電量為500MW。
16:57:15-英國國家電網調度中心(ESO)在切除負荷并調用了額外的發(fā)電資源后，電網頻率恢復到50Hz。
17:06-配電系統(tǒng)運營商（DNO）被告知可以開始恢復供電。
17:37-所有配電系統(tǒng)運營商（DNO）確認已經恢復供電。
電網頻率下降并在8月9日恢復
啟動電池儲能系統(tǒng)和發(fā)電機組脫機
Little Barford發(fā)電廠的一臺發(fā)電機組在脫機幾毫秒后，National Grid公司采用其備用容量以抵消失去的發(fā)電量，與此同時電池儲能系統(tǒng)開始放電，其他發(fā)電機開始啟動，在此期間，似乎最壞的情況已經消除。但是，Hornsea風力發(fā)電場發(fā)生故障使電網頻率再次下降，導致National Grid公司的儲備容量不足。
National Grid公司在此次事件之后表示，當時的儲備裝機容量約為1GW，這是符合安全和供應質量標準允許的最低數量。
對于幾秒鐘內損失接近1.4GW發(fā)電量這一重大事件（或者說是一系列單獨事件的集合）National Grid公司顯然并沒有為此做好準備。電力系統(tǒng)運營商是否應該保持規(guī)模更大的儲備裝機容量，尤其是當大量非同步的可再生能源發(fā)電進入電力系統(tǒng)時，這很可能成為行業(yè)人士爭論的核心內容。
由于電池儲能系統(tǒng)放電，其他發(fā)電機繼續(xù)啟動供電，電網頻率開始恢復正常。電網負荷和頻率響應的恢復過程只用了2分22秒，這是電池儲能系統(tǒng)發(fā)揮的重要作用，它可以將電網頻率恢復到安全水平，比在2008年發(fā)生的這種情況快四倍。電網頻率只用了3分47秒就已恢復到安全運行水平，比10年前的11分鐘要快得多。
當低頻需求斷開（LFDD）協議開始實施時，從運營的角度來看，這一事件變得更加有趣。National Grid公司已經指示靈活電力資產進行放電，以彌補損失的容量，但是當配電系統(tǒng)運營商（DNO）開始減輕負荷后，National Grid公司很快看到了電網頻率的反彈，電池儲能系統(tǒng)指令也被迅速地指示響應。Anesco公司資產管理總監(jiān)Mike Ryan說，“當National Grid公司切斷電源時，電網頻率迅速反彈，這意味著我們的電池儲能系統(tǒng)需要中斷供電來保持電網平衡?！?
曾被認為是世界上最安全的英國電力系統(tǒng)在不到四分鐘的時間內跳閘隨后恢復，然后恢復到安全的運行范圍內，這表明電池儲能系統(tǒng)起到了關鍵的作用，但電力系統(tǒng)中斷的事實已經成為一個有爭議的事件，需要進行官方調查。
部署更多的電池儲能系統(tǒng)可以發(fā)揮更大作用嗎？
Limejump公司首席執(zhí)行官Erik Nygard呼吁大幅提高頻率響應（FFR）型設施部署容量，這些設施可以獲得必要的快速響應以抵消電網頻率的急劇下降。
National Grid公司的200MW增強型頻率響應（EFR）電池儲能系統(tǒng)組合可在0.5秒內響應頻率事件，確實有助于電力系統(tǒng)運營商的響應。
Nygard說，National Grid公司如果將支持頻率響應（FFR）的儲能容量增加一倍，有可能緩解諸如8月9日發(fā)生這樣的情況，但由于每年的運行成本約為1億英鎊，并且這些成本將通過征稅轉嫁給用戶，可能讓用戶對電費上漲更加敏感，但如果每戶居民每年多花幾英鎊可以保障英國電網運營安全，那么可能只是一個很小的代價。
與此同時，KiWi Power公共事務主管兼英國項目經理Jonathan Ainley表示，National Grid公司必須采取更多的措施，以向更多數量的分布式發(fā)電開放平衡機制（BM）。他認為，英國的電力目前主要由規(guī)模龐大、集中式化石能源發(fā)電的傳統(tǒng)發(fā)電商所主導。
實際上，英國目前正在經歷一場電網規(guī)模的電池儲能部署熱潮。National Grid公司的200MW增強型頻率響應（EFR）電池儲能系統(tǒng)為電力行業(yè)提供了一個穩(wěn)定的基礎，并且開發(fā)商和投資商現在都在推動數量可觀的儲能部署。Solar Media公司內部市場研究團隊此前曾表示，僅在今年英國就可能部署裝機容量為500MW的電網規(guī)模電池儲能系統(tǒng)，而這還沒有考慮到新興的工業(yè)和商業(yè)（C＆I）儲能市場和住宅儲能市場的增長。
部署電池儲能系統(tǒng)以及提高英國電網安全能力方面還面臨一些障礙。National Grid公司分布式能源（DER）部門為幫助更小、更靈活的資產運營商進入新的市場提供了一些幫助，但仍然存在一些壁壘，能源供應許可證對小公司來說是一個令人望而卻步的障礙。
Ainley說：“有了合適的市場，靈活的供應商可以迅速推出快速靈活的電力服務，以幫助National Grid公司避免重演停電事件，并創(chuàng)造一個更智能、更清潔、更具彈性的電力系統(tǒng)?！?
這一事件本身雖然可能令人震驚，但可以證明National Grid公司電力系統(tǒng)和斷電協議的有效性。這一罕見的電力事件表明電網安全性仍然非常脆弱，National Grid公司目前運營機制可能不再適合快速變化的電力系統(tǒng)。
由英國天然氣電力市場辦公室(Ofgem)和英國政府能源緊急情況執(zhí)行委員會（E3C）牽頭進行的調查將確定是否有相關方有過錯，如果有過錯，將進行經濟處罰。如果National Grid公司被發(fā)現違反許可的問題，則該公司可能被處以年營業(yè)額10%的罰款。
在此次電力事件中，電池儲能系統(tǒng)在穩(wěn)定電網方面發(fā)揮重要的作用。業(yè)界人士認為，英國電力系統(tǒng)運營商今后將會增加儲能系統(tǒng)的部署。
