中國已具備大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電條件　并網(wǎng)消納與安全運行成為主要瓶頸

　　另一方面，與風(fēng)電呈爆發(fā)式增長相對的是，風(fēng)電機組類型多，風(fēng)能資源歷史數(shù)據(jù)少，且開發(fā)主要集中在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱、以欠靈活調(diào)節(jié)的煤電為主的“三北”地區(qū)，局部地區(qū)風(fēng)電出力受限和風(fēng)電機組大面積脫網(wǎng)事故時有發(fā)生，并網(wǎng)消納與安全運行已成為中國風(fēng)電發(fā)展的主要瓶頸，突破風(fēng)電并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)是培育和發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的重大需求。
　　實現(xiàn)風(fēng)電可監(jiān)測、可調(diào)度、可控制
　　針對風(fēng)電并網(wǎng)穩(wěn)定運行和有效消納面臨的巨大挑戰(zhàn)，國網(wǎng)公司投入研發(fā)人員百余人，投入研究經(jīng)費近4億元。通過自主創(chuàng)新和協(xié)同攻關(guān)，采用“基礎(chǔ)研究、系統(tǒng)開發(fā)、試驗驗證、應(yīng)用推廣”的技術(shù)路線，在風(fēng)電功率預(yù)測、優(yōu)化調(diào)度、試驗檢測、并網(wǎng)仿真方面取得了技術(shù)突破，形成擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。
　　研發(fā)并投運風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了風(fēng)電可監(jiān)測、可調(diào)度、可控制。
　　風(fēng)電功率預(yù)測是風(fēng)電納入調(diào)度運行的基礎(chǔ)條件。中國風(fēng)電發(fā)展迅速，歷史數(shù)據(jù)少，風(fēng)電場地形復(fù)雜，氣候類型多樣；國外已有統(tǒng)計預(yù)測方法需大量歷史運行數(shù)據(jù)，基于微觀氣象學(xué)的物理方法僅適用于單一氣候類型的平坦地形風(fēng)電場，均無法全面滿足國內(nèi)風(fēng)電預(yù)測的要求。
　　通過深入研究風(fēng)電功率預(yù)測理論與方法，提出了基于計算流體力學(xué)的物理預(yù)測方法，實現(xiàn)了對大氣運動過程的動態(tài)精細(xì)化模擬，解決了歷史數(shù)據(jù)少、地形復(fù)雜的風(fēng)電場功率預(yù)測難題。提出了物理與統(tǒng)計相結(jié)合的預(yù)測方法，提高了預(yù)測方法的氣候適應(yīng)性、預(yù)測精度和算法的普適性。根據(jù)這兩種預(yù)測方法，建立了多種預(yù)測模型，并給出了模型的選擇方法和原則，開發(fā)了國內(nèi)首套具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)。
　　目前風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)已應(yīng)用于吉林、江蘇、甘肅和新疆等16個省(區(qū))，預(yù)測容量超過5000萬千瓦，在預(yù)測精度上達(dá)到或超過國際先進水平，且具有更強的普適性。通過預(yù)測將隨機性的風(fēng)電功率變?yōu)榭尚懦隽Γ娲Ｒ?guī)電源參與系統(tǒng)電力平衡，可提高電力系統(tǒng)風(fēng)電接納能力5%以上。
　　優(yōu)化調(diào)度計劃系統(tǒng)，確保風(fēng)電最大化消納
　　大規(guī)模風(fēng)電的消納是世界性難題，世界各國一直都在進行艱苦努力和探索，不斷開展核心技術(shù)攻關(guān)。中國風(fēng)電消納問題尤為突出：一方面，風(fēng)資源集中、規(guī)模大，遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，就地消納能力有限；而國外風(fēng)電資源相對分散，80%以上風(fēng)電接入10千伏以下配電系統(tǒng)，能夠就地消納。另一方面，中國風(fēng)電集中的“三北”地區(qū)電源結(jié)構(gòu)單一，抽水蓄能、燃?xì)怆娬镜褥`活調(diào)節(jié)電源比重不足2%，特別是冬季供熱機組比重大，基本沒有調(diào)峰能力；而歐美等國快速跟蹤負(fù)荷的燃?xì)怆娬炯俺樗钅鼙戎卮蟆ｏL(fēng)電的波動性和間歇性，需要電力系統(tǒng)有足夠的運行靈活性。
　　本項目提出了時序遞進的風(fēng)電運行不確定區(qū)間調(diào)度方法，基于周風(fēng)電功率預(yù)測，將風(fēng)電納入開機安排，滾動優(yōu)化火電機組開機，為風(fēng)電消納留出最大空間。在滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行約束下，實現(xiàn)了波動性風(fēng)電在運行區(qū)間內(nèi)最大化消納和系統(tǒng)運行安全。根據(jù)該方法，研發(fā)了風(fēng)電優(yōu)化調(diào)度計劃系統(tǒng)，解決了目前風(fēng)電出力不能科學(xué)納入電網(wǎng)調(diào)度計劃、火電運行經(jīng)濟性差、風(fēng)電利用率低的問題。
　　風(fēng)電優(yōu)化調(diào)度計劃系統(tǒng)已應(yīng)用于吉林、新疆、西北等多個電網(wǎng)，提高了風(fēng)電受限地區(qū)的風(fēng)電利用率10%以上，是風(fēng)電富集省（區(qū)）消納風(fēng)電至關(guān)重要的調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)。
　　建立一體化風(fēng)電并網(wǎng)仿真平臺
　　風(fēng)電并網(wǎng)仿真是通過建立風(fēng)電仿真模型和模擬風(fēng)電運行過程，分析風(fēng)電與電網(wǎng)的相互影響，是風(fēng)電發(fā)展中需要首先突破的基礎(chǔ)問題。
中國風(fēng)電機組型號多且特性差異大，建立普適性的通用模型十分困難；大規(guī)模時空不確定性風(fēng)電集中接入末端電網(wǎng)，原有仿真手段無法滿足風(fēng)電并網(wǎng)研究的需要。