風(fēng)電并網(wǎng) 三大前沿問(wèn)題有突破

    新能源開(kāi)發(fā)和能源危機(jī)是當(dāng)前能源領(lǐng)域兩大熱點(diǎn)問(wèn)題。
    從能源的源頭來(lái)說(shuō)，人們把傳統(tǒng)化石能源比作“昨天的陽(yáng)光”，而新能源則是“今天的陽(yáng)光”，可見(jiàn)人們對(duì)新能源的熱衷程度。目前來(lái)看，由于太陽(yáng)能發(fā)電成本較高，生物質(zhì)能源有局限性，地?zé)崮?、潮汐能又很有限，相比之下風(fēng)電最受寵。
    然而，風(fēng)電是一種波動(dòng)性、間歇性電源，大規(guī)模并網(wǎng)運(yùn)行會(huì)對(duì)局部電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成影響。目前，世界風(fēng)電發(fā)達(dá)國(guó)家都在積極開(kāi)展大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的研究。隨著近兩年我國(guó)大型風(fēng)電基地建設(shè)步伐逐步加快，如何解決大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)問(wèn)題迫在眉睫。
    可再生能源發(fā)電實(shí)驗(yàn)室：實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組檢測(cè)零的突破
    9月底，中國(guó)電力科學(xué)研究院（以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)電科院”）可再生能源發(fā)電實(shí)驗(yàn)室獲得中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)（CNAS）頒發(fā)的實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可證書(shū)，成為國(guó)內(nèi)第一家獲得國(guó)際互認(rèn)風(fēng)電機(jī)組測(cè)試資質(zhì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，這將有助于規(guī)范當(dāng)前良莠不齊的風(fēng)電機(jī)組制造業(yè)。
    近幾年，我國(guó)風(fēng)電發(fā)展速度驚人，風(fēng)電裝機(jī)容量以每年翻一番的勢(shì)頭迅猛增長(zhǎng)。有關(guān)專家認(rèn)為，中國(guó)擁有全球最大的風(fēng)電市場(chǎng)，在短短的幾年時(shí)間內(nèi)，國(guó)內(nèi)就誕生了數(shù)十家風(fēng)電機(jī)組制造企業(yè)。
    風(fēng)電機(jī)組制造業(yè)一派繁榮景象的背后卻隱藏著新的問(wèn)題。一些風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)商由于技術(shù)積累不足，投放到市場(chǎng)中的部分風(fēng)電機(jī)組帶有質(zhì)量問(wèn)題，給并網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)了嚴(yán)重的隱患。電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的要求是非常嚴(yán)格的，必然要求電源運(yùn)行性能達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，更何況風(fēng)電又是一種波動(dòng)性、間歇性電源。如果風(fēng)電不滿足電力系統(tǒng)對(duì)電能的質(zhì)量要求，將會(huì)給電力系統(tǒng)帶來(lái)很大問(wèn)題。
    記者了解到，由于目前沒(méi)有風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，絕大部分風(fēng)電機(jī)組的功率曲線、電能質(zhì)量、有功和無(wú)功調(diào)節(jié)性能、低電壓穿越能力等都沒(méi)有經(jīng)過(guò)有資質(zhì)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)。今年吉林省電網(wǎng)連續(xù)發(fā)生40萬(wàn)千瓦風(fēng)電機(jī)組同時(shí)切除的情況，其原因就是這些機(jī)組不具備低電壓穿越能力。還有一些電氣化鐵路附近的風(fēng)電場(chǎng)，由于抗干擾能力不強(qiáng)，在火車經(jīng)過(guò)時(shí)經(jīng)常發(fā)生機(jī)組切除現(xiàn)象。
    中國(guó)電科院副總工程師、IEEE（美國(guó)電氣及電子工程師學(xué)會(huì)）電力和能源協(xié)會(huì)北京分會(huì)主席胡學(xué)浩告訴記者，風(fēng)電機(jī)組的質(zhì)量問(wèn)題是電網(wǎng)安全潛在的威脅，亟需第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)出廠前的風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行質(zhì)量認(rèn)證，從源頭上杜絕不合格的風(fēng)電機(jī)組接入電力系統(tǒng)。為此，中國(guó)電科院專門(mén)成立了國(guó)內(nèi)首家可再生能源發(fā)電實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)展風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行檢測(cè)的相關(guān)工作。
    “關(guān)于上述問(wèn)題國(guó)外有很多經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒。中國(guó)電科院通過(guò)中德國(guó)際合作項(xiàng)目，聯(lián)系國(guó)外知名測(cè)試機(jī)構(gòu)進(jìn)行培訓(xùn)、購(gòu)買測(cè)試設(shè)備，并聘請(qǐng)國(guó)際權(quán)威專家授課，給可再生能源發(fā)電實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提供了關(guān)鍵支撐。”胡學(xué)浩說(shuō)，目前可再生能源發(fā)電實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)具備了風(fēng)電機(jī)組功率特性測(cè)試和電能質(zhì)量測(cè)試能力，完成了金風(fēng)0.15萬(wàn)千瓦直驅(qū)型風(fēng)電機(jī)組和華創(chuàng)0.15萬(wàn)千瓦雙饋型風(fēng)電機(jī)組的測(cè)試項(xiàng)目，其他測(cè)試項(xiàng)目也正在進(jìn)行中。
    胡學(xué)浩還介紹，下一步可再生能源實(shí)驗(yàn)室打算進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組噪聲測(cè)試、機(jī)組機(jī)械載荷測(cè)試，以及風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力測(cè)試等能力建設(shè)。
    風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)：風(fēng)電并網(wǎng)必備技術(shù)
    眾所周知，風(fēng)電具有間歇性和波動(dòng)性，而電力系統(tǒng)是實(shí)時(shí)平衡的，風(fēng)電的波動(dòng)需要通過(guò)常規(guī)電源的調(diào)節(jié)和儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)平衡，這是長(zhǎng)期困擾風(fēng)電并網(wǎng)的最大難題。既然風(fēng)電場(chǎng)的出力主要由風(fēng)力大小決定而難以人為控制，那么是否可以提前預(yù)知風(fēng)電場(chǎng)的出力呢？如果能做到這一點(diǎn)，風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)的影響也會(huì)隨之變小。
    對(duì)此，胡學(xué)浩認(rèn)為，風(fēng)電功率是可以預(yù)測(cè)的，而且是風(fēng)電并網(wǎng)必備的技術(shù)手段之一。通過(guò)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)，可以合理安排常規(guī)電源的運(yùn)行方式，降低電力系統(tǒng)的備用容量，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)提高電力系統(tǒng)接納風(fēng)電的能力。因此，風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)必將是今后電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行、電網(wǎng)調(diào)度、電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)等需要的重要技術(shù)支持。據(jù)胡學(xué)浩透露，中國(guó)電科院目前正承擔(dān)著國(guó)家科技支撐計(jì)劃《風(fēng)電場(chǎng)輸出功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及示范應(yīng)用》，以及國(guó)家電網(wǎng)公司多個(gè)科研項(xiàng)目。該院正在進(jìn)行風(fēng)電功率預(yù)測(cè)方法研究并在七個(gè)網(wǎng)、省公司建立風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，全部項(xiàng)目將于2009年完成。第一個(gè)示范工程項(xiàng)目——吉林電網(wǎng)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)將于近期投入運(yùn)行。
    風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：引導(dǎo)風(fēng)電場(chǎng)規(guī)范建設(shè)
    不同電源送出的電力有優(yōu)劣之分。如果風(fēng)電質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，電網(wǎng)安全就會(huì)受到嚴(yán)重影響。胡學(xué)浩分析認(rèn)為，國(guó)家要求電網(wǎng)企業(yè)全額收購(gòu)并網(wǎng)風(fēng)電，指的也是符合標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)電，隨著近幾年風(fēng)電快速增長(zhǎng)，出臺(tái)風(fēng)電并網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)顯得尤為迫切。
    在胡學(xué)浩看來(lái)，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)作出相應(yīng)的技術(shù)規(guī)定，一方面能夠保證風(fēng)電場(chǎng)和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，明確電網(wǎng)企業(yè)和風(fēng)電開(kāi)發(fā)商的責(zé)任和義務(wù)，適應(yīng)我國(guó)今后大規(guī)模建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際需要；另一方面，對(duì)國(guó)產(chǎn)化風(fēng)電機(jī)組的技術(shù)發(fā)展方向提供了正確的引導(dǎo)，使國(guó)產(chǎn)化風(fēng)電機(jī)組性能逐漸達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
    據(jù)介紹，從2005年開(kāi)始，中國(guó)電科院就開(kāi)始著手編制我國(guó)《風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》和國(guó)家電網(wǎng)公司《風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定研究》。當(dāng)年年底，國(guó)家質(zhì)檢總局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)就發(fā)布了GB/Z19963-2005《風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》。目前中國(guó)電科院正在進(jìn)行該標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作，使之更適應(yīng)當(dāng)前和未來(lái)我國(guó)風(fēng)電大規(guī)模發(fā)展的需求。