市场失灵可能使英国遭受5天的停电

即使在21世纪的工业化国家，近年来在澳大利亚部分地区出现的电网系统故障也并不罕见。在英国，输电网络完全停电或部分关闭的风险正在增加。

可再生能源的崛起更有可能导致失败。风力发电场的增长带来了频率管理问题，这是由于系统惯性的减少，而网络强度的下降可能会导致更长的、有稳定性风险的故障清除时间。此外，随着风力发电的突然变化，以及欧洲电网对输入变化的一小时通知减少，将面临供需匹配的挑战。其他风险因素包括电网变电站故障、雷电或架空线路故障以及网络攻击。

为了在大范围停电后恢复电网，在英国被分成不同的地区部署了一个被称为“黑色启动”的过程。能够迅速使国家黑化是公共卫生的优先事项，也是公众的期望，但在苏格兰，很可能在伦敦，这是不可能实现的;重建网络需要几天的时间。这个问题变得如此严重，我知道它已经引起了政府的眼镜蛇民事应急委员会的注意。

我被告知，专业人士对苏格兰“黑启动”的预期已经上升到5天，主要原因是大规模、可调度、按需发电被间歇性的分布式可再生能源所取代。伦敦也经历了类似的局部逐步减少，并且由于其大部分高压电网使用电缆而不是架空线路传输，因此需要更长的时间来充电。

苏格兰黑Start恢复工作组于2018年9月审查了其程序。这些都是基于当地的联合恢复计划，该计划将看到输电运营商供电并稳定当地的输电岛，然后这些输电岛必须同步并逐步相互连接。

该组织的报告警告说，在2016年法夫的朗格尼特燃煤发电站关闭后，恢复工作将“严重拖延”。彼得黑德燃气发电站，现在是苏格兰唯一的高功率和高惯性(对稳定频率至关重要)可调度的发电站，正在寻求规划许可，安装31台柴油发电机，能够全功率运行7天，以确保其重新启动。然而，它的容量只有Longannet的一半，如果没有Cruachan和Foyers抽水蓄能的投入，它就无法重新启动整个苏格兰，最重要的是，没有来自英格兰的投入，这种安排未经测试。

风力发电场也无法黑启动电网。使用中的主要发电机类型需要外部电源才能启动发电;一些最近的设计是自动启动的，但通过长离岸交流电缆连接到无电电网仍然是一个未解决的问题，因为涡轮机无法提供足够的无功功率来为大型电容器充电。在任何情况下，它们都无法满足国家电网对块负载、电网电压或频率控制的要求。

第一个局部联合电网恢复活动是断开所有海上发电。一旦电网重新建立，陆上风力发电场可以逐步重新引入，但前提是它们没有冻结，而且有风。与所有核电站一样，苏格兰的亨特斯顿和托内斯核电站只能重新连接到稳定的电网中，这需要几天时间。

从威尔士到亨特斯顿地区和从马里湾到斯皮塔尔的新的24亿英镑的高压直流输电互连没有被设计成支持黑启动，因为它们不包括最新的电压源转换器(VSC)技术，不能转换到死网。苏格兰现在确实处于线路的末端，关键的重启电力只有在英格兰北部电网重建后才能到达。同样，对伦敦来说，通往法国和荷兰的两条高压直流互连线也不能支持黑启动。

国家电网在2016年证实，随着“系统强度和黑启动供应商数量的下降”，恢复战略“必须调整”，并且黑启动成本在未来10年内“预计将增加7-10倍”。虽然和Ofgem一样，它支持在英国和欧洲大陆之间提供多达7个新的VSC互联，但这些还没有建成，它们的电力供应将取决于市场情况。英国是电力净进口国。然后是英国脱欧……

这种情况显然是站不住脚的。它说明了英国电力系统需要适当的治理，以取代目前由“市场”造成的分散的、利润驱动的电网弱化。

包括IET、IMechE和苏格兰工程师学会(Institution of Engineers in Scotland)在内的一些工程机构正在倡导改革。我们需要被倾听。

大卫·沃森是一名特许电气工程师，退休前是格拉斯哥福斯特惠勒能源公司的项目经理。