建設新型電力系統是當務之急，但系統安全又該如何保障？
“構建以新能源為主體的新型電力系統”，是在碳達峰、碳中和目標背景下國家對電力系統發展作出的最新重大決策。
在我國雙碳目標的引領下，2035年左右，以風光為主體的新能源在總裝機占比中將超50%，遠期來看，光伏與風電將達到70%以上的發電量占比。高比例的新能源容量接入，一方面需要電力系統由“源隨荷動”轉變為“源網荷儲”協同互動的運行模式，以此解決電源端的不可控問題；另一方面，新型電力系統對新能源發電本身的可靠性也提出了遠超以往的要求，只有首先確保了系統的“安全與可靠”，接下來才是考慮其發電的可預測性，與網、荷、儲的互動。
新型電力系統的“脆弱”擔憂
在碳中和背景下，能源生產與消費的電力化水平將顯著提高，限電停電對生產生活帶來的危害也就明顯增大。比如2019年末，由于缺煤以及部分地區能耗雙控的壓力大，部分地區出現了限電導致原材料價格飛漲(如金屬硅)，使中下游的制造業受到巨大沖擊，東北部分地區停供生活用電更是使群眾的日常生活難以為繼。
因此，隨著新能源由輔助能源走向主力能源的地位，新型電力系統對新能源發電系統的可靠性要求將遠超以往，新能源發電設施在生命周期內需要具備抵抗各種極端氣象的能力，否則一旦發生大停電事故，帶來的經濟損失將是無法估算的：
例如英國2019年的大停電事件，源自閃電導致的燃氣發電機組停機，該停機導致電網頻率下降，引發750MW海上風電機組脫網，電網頻率進一步降低導致低頻減載以及更多的發電機組脫網，最終造成英格蘭與威爾士大部分地區停電，約有100萬人受到停電影響。
又如2021年初的美國德克薩斯州的停電危機：一方面寒潮導致取暖用電需求顯著增加，另一方面由于缺氣與低溫，26GW的火電與5GW的風電無法工作，使得超過400萬戶家庭受到停電影響。
由此可見，原有的電力系統尚不到高枕無憂的地步，而新能源對不可抗力因素的敏感性更為強烈，因此我國對建設以新能源為主的新型電力系統時，對安全的重視理應加倍。
值得一提的是，天災或事故等不可抗力，在電力系統建設中還可以預測并通過提高標準，提前做出準備，而當下一些因發展理念造成的隱患，則更需解決在當下，控制在眼前。
預防人為隱患，保障系統安全
光伏發電是新能源發電的代表，也是新型電力系統的重要組成部分。
由于光伏組件長期暴露在戶外環境中，需持續運行25年甚至更長的生命周期，這就要求產品設計要極致可靠，要能抵御各種氣象變化，包括百年一遇的暴雪、颶風、冰雹等氣象災害。否則，一旦某地出現了極端氣象，就會導致該地區大量的光伏組件破損、電站無法發電，從而出現規模性大停電事故。而這種停電并非簡單的故障脫網，還涉及到光伏組件的重新訂購、更換安裝等，具有較長的時間周期。
因此保障光伏電站的可靠運行，在一定程度上便是在保護新型電力系統的安全。
然而，當下光伏行業出現了對組件尺寸的盲目崇拜，一些企業非理性認為組件的尺寸與功率可以一直增長下去，甚至喊出將組件提升至700W乃至1000W，這樣做的代價就是在組件生產中不再顧忌雪載、風載、冰雹等氣象環境對邊界尺寸的限制。比如，部分企業推出了面積達到3.1平方米的超大組件，雖然功率可以做到650W以上，但玻璃寬度超過1.3米，鋼化強度的下降使其無法經受直徑35mm冰雹的沖擊。
據了解，超大組件在靜載荷、動載荷測試下，巨大形變會導致組件產生過高功率衰減，甚至發生邊框撕裂、玻璃破損等嚴重風險；同時，超大組件相伴的超大電流也顯著提高了接線盒以及接線端子的故障概率。在這種高風險處境下，一方面組件尺寸仍在持續增長，另一方面，因光伏硅料價格持續居于高位導致光伏硅片的厚度也在持續減薄，光伏組件的安全可靠性受到了雙重威脅。
在建設以新能源為主體的新型電力系統背景下，光伏產品的可靠性至關重要，組件可靠性水平一旦滑坡，將給新型電力系統的安全運行帶來無法估量的隱患。
為了保障系統安全，包括光伏行業在內的所有新能源行業，都應敲響警鐘、統一認識，以成熟可靠的技術與產品參與到系統建設中來，保障國家“雙碳”目標的順利實現，若因某些本可以消除卻未管控的隱患導致新型電力系統的安全性“開倒車”，對于整個新能源產業來說，屆時都將是一種打擊與遺憾。
來源：華夏能源網
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