美国得州零下20℃超级寒潮造成重大气象灾害，给世界城市运行敲响警钟
罕见寒潮下的美国得克萨斯州，已宣布进入重大灾难状态。
得克萨斯州是美国能源大州，也是常年气候温暖的地区。极端天气下，能源体系受到前所未有的冲击，大量居民断电断水挨冻，引起全世界持续关注。得州第一大城市休斯敦与上海纬度相近。这几天，沪上电力运营企业、发电装备制造商等专业领域人士都关注到这一情况。
长期以来，上海是“世界观察中国电力窗口”。今年年初，上海就经历了一轮破本世纪同期最冷纪录的寒潮，上海电网负荷打破历史新高，但“速冻模式”下，全市电网平稳运行。
近年来全球极端气象灾害频发，此次得州的遭遇给全世界城市运行敲响了警钟。如果上海也像得州一样降温到-20℃，会发生什么?该如何应对?
团结治网
经受住三次极端考验
此次得州大规模停电原因分析一直在进行。但不管寒潮下冻坏了哪个发电供电环节，都暴露出当地一个明显短板——孤立无援。
美国电力供应由不同股东方经营并运作的独立电网构成，资本导向决定这些电网各自为政，得州就是不与其他州并网的独立电网。
当地电网负荷增高是停电的直接原因。通俗地说，就是用户端用电量大幅增长，而电力公司无法供应。为了保证电网安全，电力公司不得不切断部分用户的供电。
“上海所在的华东电网，是目前世界上单一国家内最大的区域电网和电压等级最高的交直流混合电网。”国网华东分部规划统计部副主任庄侃沁说，这张网为上海、江苏、浙江、安徽、福建四省一市提供供电服务，电网调度最高负荷3.18亿千瓦。整个华东电网的供电区域仅占中国国土面积5%，但相关地区的经济总量约占全国1/3，所以国网华东分部提出通过可靠的电网结构及资源配置能力，全力保障华东和上海电网安全可靠供电。
一体化的电网布局使得一旦某地遭遇极端情况，其余地区能迅速支援，这也是华东电网“团结治网”的优良传统。国网华东分部建立了资源共享、风险共担备用互济机制。当出现酷暑极寒、大灾大难等极端情况，各省市都能从电网通道共用、资源共享、事故共担中受益。国网专家例举极端情况：即便输送功率最大的直流发生故障，损失功率超过上海最大负荷的1/3，通过华东电网集中统一的故障应急处置，仍能确保上海和华东各省市电网均保持安全可靠供电，不会直接造成负荷损失。
国网华东分部调控分中心系统运行处处长缪源诚介绍，2016年、2018年、去年底今年初，华东地区遭遇过三次极端寒潮，但通过跨区、跨省支援互济，上海乃至整个长三角地区的供电总体平稳有序：
2016年1月强寒潮期间，国网华东分部紧急调集全网资源支援上海570万千瓦，帮助上海应对突发700万千瓦机组集中非计划停运或无法开机的局面；
2018年初冰冻雨雪期间，在华东全网用电激增、天然气短缺、电网严重受损，全网发用电平衡极度紧张的情况下，上海电网的受电量仍旧接近1200万千瓦，平稳度过；
去年底今年初的寒潮中，国网华东分部也争取到区外支援，寒潮期间跨区直流增送华东电力最大约1500万千瓦，有力支援了上海等省市用电。
在这三次寒潮中，上海电网均实现全额供电，没有发生因能源供应水平扰动或电网供电能力不足导致的限电事件。
庄侃沁表示，从中长期看，上海电网供需总体平衡，对市外来电继续保持较强依赖。但通过充分发挥区域统筹协调和优化配置作用，不仅上海的用电有保障，整个长三角地区的用电也有保障。
强化韧性
被动应急变主动防御
有电力专家认为，美国得州的大停电，另一大原因是对极端气象灾害预计不足。虽然当地气象预报早已发出预警，但对当地电力公司来说，常年身处温暖天气和充足能源供应中，缺乏应变，很难做出及时的防灾减灾应对。
中国幅员辽阔，各地气候条件差异明显。“上海居民没经历过-20℃的冬天，但对国网公司来说，这样的低温司空见惯。”电力专家表示。“近年来极端气象灾害越来越频繁，其实每次从灾害预报到产生严重影响，都会留给人们一个应急防灾的‘窗口期’。”上海电气电站集团智能化发展中心副主任张帆说，以电站设备供应商为例，上海制造的发电设备销往全国各地和世界各地，随着工业智能化技术发展，先进传感应用、海量数据分析、大量经验积累、机理知识固化，使得新一代发电设备能更好地适应不同运行工况。面对极端情况，设备供应商提前做好相应备品备件的准备，以保证快速服务响应，同时支持运维企业及电网单位形成行之有效的应对解决方案。
2020年，上海电网整体供电可靠率达99.9923%，成为全国首家连续两年稳定突破“四个9”大关的省级电网；城市核心区的市区电网整体供电可靠率达到99.9991%，在国内地市级电网中率先迈入“五个9”时代，标志着上海城市配电网建设从世界一流到国际领先的跨越。
供电可靠率是评价电网发展水平和服务品质的重要指标。供电可靠率达到99.999%以上，意味着平均每个电力用户全年停电时间不超过5分钟，是国际上公认的衡量一流电网的“金线”。目前，全球仅东京、新加坡等少数城市达到或超过这一水准。上海中心城区供电可靠率突破“五个9”，背后是用户年平均停电时间不到4.6分钟。
新近公布的上海“十四五”规划《纲要》中提出，未来五年上海要强化安全韧性适应理念，在基础设施建设、应急物资储备及保障等方面保持弹性，提高城市应对灾害能力。
目前在上海，一个能够进一步提高供电可靠率且应对各种风险、有快速修复能力的“韧性电网”已在建设中。它的特点是从被动应急转变为主动防御。国网上海电力介绍，韧性电网是指能够全面、快速、准确感知电网运行态势，协同电网内外部资源，对各类扰动做出主动预判与积极预备，快速恢复重要电力负荷，并能自我学习和持续提升的电网。简而言之，就是“打不垮”和“不停电”的智能供电网络。
为了打造韧性电网，国网上海电力开展一系列前沿技术研究。比如，针对全网失电情况，研究电力及天然气网络恢复的相互依赖特性及协同黑启动实施方案。通俗地说，就是当城市发生大规模停电时，电网能在一片黑暗中自动重启。
国网上海电力透露，目前上海已形成“韧性电网”总体建设方案，以及浦东和青浦“韧性电网”示范落地方案，建设青浦、浦东等韧性电网示范区。规划到2023年底，上海形成覆盖整个城市区域的输、配、供一体化韧性电网，形成具有中国特色国际领先的韧性电网核心技术及标准体系，引领全球韧性电网技术发展。(记者 徐蒙 任翀)
