陜西省定邊縣位于陜北黃土低崗斜坡,當地年平均風速約為6.61米/秒,風資源條件較好。2011年,根據國家風電產業政策由集中式向集中式與分散式并舉發展調整,華能新能源股份有限公司在定邊縣投運了我國第一個分散式接入風電項目。
“華能分散式二期項目,選用了5臺遠景2兆瓦風機。 針對配電網與風機之間的互動特性,遠景能源通過軟件和硬件協同創新,提出并成功應用了一整套的分布式技術解決方案,實現了分散式風場的安全穩定和最大功率輸出,獲得了客戶的認可。”遠景能源分布式風電的負責人王曉鈺博士表示,由此遠景也成為行業中首家僅通過軟件技術,不增加任何風場及風機硬件投入即成功實現分散式風電場接入配電網的企業。
分散式風電接入技術創新:
硬幣的兩面
根據國家能源局《關于印發分散式接入風電項目開發建設指導意見的通知》,分散式接入風電項目是指位于用電負荷中心附近,不以大規模遠距離輸送電力為目的,所產生的電力就近接入電網,并就地消納的風電項目。
遠景分布式風電技術成功應用于華能陜西定邊分散式風電場,當地運行電網為榆林西部電網,歸屬陜西省地方電力(集團)有限公司,最大運行負荷約35萬千瓦。分散式風電直接接入配電網,最大的優勢是基本上不限電,“有多少發多少”。但與集中式風電最大的區別在于,分散式的風電開發不僅受制于風資源的限制,也受制于當地電網條件。各地不同的電網條件、接入能力和接入距離是影響分散式風電接入的重要因素。
陜西定邊當地分散式風機接入10千伏線路的供電半徑超過20公里,線路負荷較大,末端電壓下降非常嚴重,電能質量較差。當地電網屬于農網,配電網網架結構薄弱,電壓等級低,電網阻性較強,風電及電網負荷波動對電壓影響很大,常規風機會因電壓問題被迫限電。此外,電網環境惡劣,電能質量較差,接入風機要經受住電壓三相不平衡等電能質量問題的考驗。
華能定邊分散式風電項目相關負責人曾給記者打過這樣一個形象的比喻:我國農網變電站的設備配置普遍較低,安穩裝置、重合閘和保護配置相對低端,且農網的走向是發散性的,因此更像是一個“懸臂梁”,當這條線上的負荷發生劇烈變動時,就會出現線路跳閘斷電現象,供電質量較差。而分散式風電接入該負荷線路,注入了一個新的電源點,就地平衡負荷,通過風機接入技術的創新,變“懸臂梁”為“支撐梁”,穩定了當地的電能質量,提高了電網運行穩定性。
王曉鈺說,陜西定邊風電場最初因配電網適應問題限功率低至20%,遠景能源運用其智慧風場能量管理系統、智能風機控制技術,大幅提高風機的配電網及弱電網適應能力,通過半個月的調試使風場實現滿發,順利通過500小時驗收。投運3個月期間,運行穩定,電壓等電能質量較好,并一直保持零故障,如今,在2015年上半年就達到等效滿發小時數近1200小時,一直保持領先,為客戶創造了真正的經濟價值。