本文是全球电力行业最具权威性和影响力的专业媒体之一 power杂志执行主编 Aaron Larson对欧洲输电系统运营商网络（ENTSO-E）专家组关于2025年4月28日伊比利亚半岛电网事故最终报告的分析。
2025年4月下旬的一个温和晴朗的星期一，西班牙和葡萄牙的电网在不到90秒的时间内崩溃。中欧夏令时（CEST）12:33，超过5000万人失去了电力供应。调查专家组称这是“过去20年欧洲发生的最严重且史无前例的大停电”。葡萄牙的停电时间长达12小时；西班牙部分地区则长达16小时。法国南部的一小片区域受到短暂影响，而欧洲大陆其他地区则幸免于难。
近一年后，一个由来自全欧洲监管机构和电网运营商组成的49人专家组发布了这份长达472页的最终报告，该报告建立在2025年底发布的一份早期事实报告基础之上。这份文件内容详尽、技术密度极高，其结论尤为引人注目：这并非单一故障 的结果，而是许多相互作用的弱点在一个春天的下午灾难性地汇聚在一起所致。以下是 报告的 核心要点。
一
从正常到全面停电的90秒
2025年4月28日的早晨平平无奇。太阳能和风能发电量处于该季节的正常范围内。西班牙正在出口约5吉瓦（GW）的电力。400千伏（kV）输电网络的电压水平大多在界限内，尽管自上午9:00左右以来波动性一直在增加。
在崩溃前的半小时内，发生了两次电力系统振荡事件。第一次发生在中午12:03至12:08之间，是一次频率为0.63赫兹（Hz）的变流器驱动强迫振荡，主要影响伊比利亚半岛。第二次发生在12:19至12:22之间，是一次频率为0.2赫兹的经典区域间振荡——即欧洲大陆电网众所周知的“东-中-西”模式，在这种模式下，大片区域相互摆动。
西班牙和法国的输电系统运营商（TSO）采取了措施来抑制这些振荡，包括减少跨境出口和重新连接内部输电线路。这些措施对抑制振荡有效，但副作用是推高了伊比利亚系统的电压。
到了12:32，电压已稳定在420千伏以下，振荡也已平息。接下来发生的事情以惊人的速度展开。
从12:32:00开始，许多节点的电压开始上升。西班牙约 500兆瓦（MW）的大型可再生能源发电减少了出力，由于这些电厂运行在固定功率因数模式下，它们的无功功率吸收按比例下降，进一步推高了电压。另有208兆瓦的分布式风能和太阳能机组因未知原因迅速降额或断开连接。配电网的净负荷增加了约317兆瓦，部分归因于小型屋顶光伏（PV）系统因过压保护而跳闸。
下午12:32:57，格拉纳达附近的一台400/220千伏变压器因过压保护跳闸，切断了355兆瓦的发电并网。12:33:16，巴达霍斯附近的两个变电站失去了727兆瓦的光伏和光热发电容量。在12:33:17至12:33:18之间，又有928兆瓦的风能和太阳能发电在几个地区断开连接。总计超过2.5吉瓦的发电量在大约78秒内消失。
每一次断开都从系统中移除了无功功率吸收，将电压推得更高，并触发下一轮断开。到12:33:19，西班牙和葡萄牙开始与欧洲其他地区失去同步。自动减载和系统防御计划按设计启动，但无法阻止级联故障。与法国的交流（AC）互联线路于12:33:21因失步保护而跳闸。与摩洛哥的联络线此前已因低频而断开。通往法国的特高压直流（HVDC）线路仍以恒定功率模式输送电力，是最后一个在12:33:24断开的连接。所有系统参数随之崩溃。
二
多重脆弱性的汇聚
专家组的根本原因树状图 （ Root cause tree ） 并未指出单一的故障点。相反，停电是由众多因素相互作用产生的，其中任何一个因素单独都不足以导致系统崩溃。
电压控制是核心问题。专家组的模拟表明，增加无功功率裕度本可以防止级联故障。但西班牙可用的无功功率资源不足、协调不力，或者响应速度太慢，无法应对电压的快速上升。
几个具体的弱点尤为突出：
1、 可再生能源发电机运行在固定功率因数模式。 根据当时的西班牙法规，可再生能源提供与其有功功率输出成比例的无功功率，而不是动态响应电压变化。当有功功率下降时—— 无论是由于调度变更、市场信号还是保护跳闸——无功功率吸收也会同步下降，从而放大电压波动而不是抵消它们。
2、 常规发电机在无功功率方面表现不佳。 专家组发现，几台大型同步发电机的无功功率输出达到所需参考值的时间不到75%。监管框架缺乏对动态无功功率行为的明确标准，并且对不合规行为没有施加经济后果。在某些情况下，设置似乎是遵循制造商的默认值，而不是用于电压支持的完整电网规范包络。
3、 并联电抗器是手动操作的。 在电压上升期间，大量来自并联电抗器的无功功率容量可用但未激活，部分原因是某些电抗器在振荡事件的低电压阶段几分钟前已被断开。重新连接它们需要人工决策和处理时间，而操作员根本没有这个时间。
4、 西班牙较宽的运行电压范围留下的安全裕度很小。 西班牙法规允许400千伏电网在瞬态条件下运行高达435千伏——显著高于欧洲其他地方使用的380千伏至420千伏的协调范围。同时，发电机根据投运日期的不同，仅需保持连接到435千伏或440千伏。正常运行与强制断开之间的裕度非常小或根本不存在。
5、 许多发电设施的保护设置与要求不符。 专家组发现，一些发电机的过压保护阈值设置低于适用规则规定的电压限制，这意味着电厂过早断开。有些是瞬间跳闸，没有设置允许 瞬态电压尖峰通过的时间延迟。
6、 小型光伏系统既不可见又脆弱。 来自两家光伏逆变器制造商的数据显示，输电级电压上升与屋顶光伏系统因过压保护跳闸之间存在明显的相关性。这些低于1兆瓦的系统——在欧洲规则下大多被归类为A类机组——输电系统运营商或配电系统运营商（DSO）基本上无法监控和控制；然而，它们的集体断开对日益增长的不平衡造成了实质性的影响。
7、 振荡事件创造了先决条件。 虽然振荡没有直接导致停电，但它们塑造了停电发生的系统状态。为抑制它们而采取的措施——减少出口和重新连接线路——改变了潮流并推高了电压。0.63赫兹的强迫振荡被追溯到西班牙南部特定区域的变流器驱动的不稳定性。一些大型发电机组上缺乏电力系统稳定器（PSS），以及现有稳定器的阻尼不足，削弱了系统对0.2赫兹区域间振荡的抵御能力。
三
防御计划无能为力的地方
西班牙和葡萄牙的自动减载方案（低频减载，LFDD）和系统防御计划完全按设计启动。专家组确认它们的性能符合适用要求；然而，它们无法阻止崩溃。这也许是报告中最令人警醒的发现。
防御计划主要是围绕基于频率的威胁设计的，即发电不足 导致的低频。4月28日的事件是由过压引起的级联断开驱动的，现有的防御架构无法阻止这种现象。专家组模拟显示，即使系统惯量更高，失去同步也无法避免，因为发电机跳闸级联导致的同步转矩快速减少，将系统太快推过了不可挽回的临界点。换句话说，仅仅增加更多的旋转质量不足以让伊比利亚系统与欧洲其他地区保持同步。最终，专家组明确建议更新防御计划以应对快速电压驱动的现象，指出当前的框架“没有足够的装备来防止快速、过压引起的级联崩溃”。
四
艰辛的恢复工作
恢复过程是“自下而上”的黑启动程序和来自法国和摩洛哥的“自上而下”的重新通电的结合。西班牙设立了三个主要恢复区域。几次自下而上的恢复尝试失败了，包括在加利西亚、东阿斯图里亚斯、坎塔布里亚、莱万特、托莱多和安达卢西亚，需要这些地区从邻近区域重新通电。
当与西班牙的互联线路通电时，葡萄牙在下午6:36重新获得了大陆频率。其电网在4月29日凌晨12:22完全恢复。西班牙的输电系统在同日凌晨4:00左右完全恢复。专家组确定了几个减缓恢复的问题：配电系统运营商和发电机的语音通信系统故障（而输电系统运营商的系统保持运行）、黑启动机组启动困难、由于不可控的可再生能源发电导致维持稳定电气孤岛的问题，以及恢复过程中对分布式能源缺乏足够的可观测性。在电 网之外，停电扰乱了半岛大部分地区的铁路服务、道路交通信号灯和电信，突显了日常生活现在对安全电力供应的依赖程度。
五
建议
为了防止这种复杂的故障重演，专家组向输电系统运营商和配电系统运营商、发电商以及国家监管机构发布了一套全面的建议。建议分为两大类：与根本原因相关的修复和更广泛的系统改进。以下是报告指出的应进行的变更，以最大限度地降低类似事件发生的可能性。
第一部分：针对根本原因的直接修复
这些行动专门针对直接导致2025年4月停电的技术和运营故障。有趣的是，专家组指出，伊比利亚停电的根本原因与2024年东南欧的一起电网事故惊人地相似。专家组没有从头开始，而是首先修改了该事故2024年报告中详述的两项现有建议，以专门解决西班牙和葡萄牙出现的快速、过压引起的故障。具体来说，专家组建议：
· 更新2024年快速电压变化的关键绩效指标。 修订现有的欧洲指南，建立具体的指标，以便在事故发生前检测电网的薄弱状态和快速电压变化的风险。
· 更新2024年电压支持计划。 确保输电系统运营商更新 其国家电网发展计划，包括足够的无功功率（MVAr）支持，专门设计用于防止快速过压引起的级联断开。
除了这些更新，专家组还针对2025年的事件发布了几项全新的建议。这些建议分为三类。
1、 电压控制
· 转向电压控制模式。 发电机应放弃固定功率因数模式，这种模式会加剧功率波动期间的电压爬升，并尽可能使用动态电压控制模式。
· 无功功率可见性。 输电系统运营商应确保有足够的静态和动态无功功率裕度，并在实时可见，以管理快速电压斜率。
· 自动化并联电抗器。 输电系统运营商应实施并联电抗器的自动控制，而不是依赖手动激活，事实证明这在4月快速移动的事件中太慢了。
· 协调运行电压范围。 西班牙应严格执行协调的欧洲电压范围（380千伏至420千伏）。以高达435千伏的瞬态限制运行，在设备自动断开之前几乎不留任何安全裕度。
· 平滑功率变化。 确保有功功率的快速变化（这会触发无功功率和电压的快速变化）通过更严格的连接要求或控制器设置来平滑。
2、 振荡
· 欧洲大陆阻尼框架。 在整个欧洲大陆同步区域建立一个框架，以监测和改善区域间振荡的阻尼。这包括共享动态电网模型和调整电力系统稳定器。
· 增强监测和早期预警。 扩大高分辨率监测设备（如相量测量单元 PMU）的使用，以实时检测、定位并触发针对系统振荡的即时纠正措施。
3、 发电机断开
· 验证保护设置。 电网运营商应验证发电机保护设置（如过压阈值）是否与系统要求正确对齐，以便发电不会在短暂的瞬态电压尖峰期间不必要地跳闸。
· 太阳能光伏的高电压穿越。 更新技术要求，使小型（A类）太阳能电池板能够在高电压事件中安全穿越而不断开连接。
· 评估日常断开。 输电系统运营商和配电系统运营商应在正常运行期间发生意外发电机跳闸后实施例行检查。这允许操作员在结构性弱点和错误的保护设置导致重大级联停电之前识别和纠正它们。
· 调查隐藏的嵌入式发电机。 运营商和制造商应紧急研究不可观测的小型分布式发电（如屋顶太阳能）的行为，这些发电在发电损失中发挥了巨大且不可预测的作用。
第二部分：更广泛的系统改进
虽然不是4月28日停电的直接原因，但调查揭示了欧洲在准备、处理和从重大电网事件中恢复方面的几个系统性弱点。
1、 电压控制
特高压直流无功功率支持。 研究确保特高压直流系统即使在其有功功率连接丢失的情况下也能继续提供关键的无功功率支持的方法。
2、 振荡
快照电网模型。 建立一个标准程序，在重大事件发生后立即生成一个通用的电网模型快照，以便在欧洲范围内进行准确的、同步的事后模拟。
3、 断开
简化的数据框架。 在输电系统运营商、配电系统运营商和发电商之间建立一个永久的、标准化的数据共享框架。在未来的事件中，必须能够快速获得高质量的数据，而不会因临时的法律谈判而延误调查。
4、 系统防御计划
· 感知分布式能源的减载。 更新紧急减载方案，使其能够识别分布式能源。目前的协议通常会在削减负荷的同时意外断开急需的太阳能发电；防御计划可以使用“反向功率闭锁”来 防止这种情况。
· 实时防御可见性和联合演习。 创建一个统一的框架，为电网运营商提供实时可见性，包括馈线级别的潮流和分布式能源状态。此外，输电系统运营商、配电系统运营商和发电商应进行定期的联合防御演习，以验证其作战准备状态，测试响应时间，并确保他们能够在重大事件发生后24小时内提供标准化的取证数据。
· 防御快速电压偏差。 更新防御计划，明确识别并对快速电压异常和振荡行为做出反应，防止标准安全措施失效。
5、 恢复
· 强制黑启动测试。 每三年强制进行一次现实的黑启动和孤岛模式测试。测试应包括不同的发电机模式和特定的需求（如水电泵或电池），以确保准备就绪。
· 受控的分布式能源重新连接。 定义在停电恢复期间重新连接分布式太阳能的明确规则。在高太阳能渗透率的输电线路上过早、不协调的通电可能会导致脆弱的恢复孤岛崩溃。
· 联合恢复培训。 至少每三年进行一次涉及输电系统运营商、配电系统运营商和关键电网用户的共同跨实体培训演习。这些培训应演练复杂的恢复场景，例如管理频率主控角色、控制负荷拾取以及安全地重新同步孤立的电网孤岛，以消除可能严重延迟电网重新上线的操作冲突和误解。
· 防停电通信。 确保电网运营商和关键发电机拥有至少24小时可靠的、防停电的语音通信和遥测工具，这些工具完全独立于公共电信网络。
六
更广泛的警告
报告的结论性观察发出了一个远远超出伊比利亚半岛的警告。欧洲的电力系统正在经历深刻的转型：基于变流器的可再生能源发电份额不断增长，同步机容量下降，市场一体化加深，以及电气化范围扩大。这些趋势使系统面临越来越具有挑战性的运行条件。
2025年4月28日的停电暴露了市场设计（调度变更驱动快速功率爬坡）、电网规范实施（可再生能源的固定功率因数模式）、保护协调（设置与要求不符）和系统架构（无功功率储备不足和关键资产的手动切换）之间的相互作用如何产生级联故障，其展开速度快于人类操作员能够响应的速度。除了技术修复外，专家组还向国家监管机构发出了严厉警告。仅仅有书面规则是不够的。监管机构必须主动发布实施指南，积极监控电网法规的有效性，并利用经济激励和惩罚措施确保所有电网参与者，从大型输电运营商到单个发电厂，都遵守其保持电网安全的义务。
专家组谨慎地指出，其建议“本质上是自愿的”，并且监控其实施情况超出了该小组的任务范围，但信息很明确：通过 此事件暴露的脆弱性并非西班牙独有。每个输电系统运营商都应该问自己，他们的系统是否能承受类似的一系列事件——并在不得不以艰难的方式发现答案之前采取行动。
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