風電并網 三大前沿問題有突破

    新能源開發和能源危機是當前能源領域兩大熱點問題。
    從能源的源頭來說，人們把傳統化石能源比作“昨天的陽光”，而新能源則是“今天的陽光”，可見人們對新能源的熱衷程度。目前來看，由于太陽能發電成本較高，生物質能源有局限性，地熱能、潮汐能又很有限，相比之下風電最受寵。
    然而，風電是一種波動性、間歇性電源，大規模并網運行會對局部電網的穩定運行造成影響。目前，世界風電發達國家都在積極開展大規模風電并網的研究。隨著近兩年我國大型風電基地建設步伐逐步加快，如何解決大規模風電并網問題迫在眉睫。
    可再生能源發電實驗室：實現風電機組檢測零的突破
    9月底，中國電力科學研究院（以下簡稱“中國電科院”）可再生能源發電實驗室獲得中國合格評定國家認可委員會（CNAS）頒發的實驗室認可證書，成為國內第一家獲得國際互認風電機組測試資質的檢測機構，這將有助于規范當前良莠不齊的風電機組制造業。
    近幾年，我國風電發展速度驚人，風電裝機容量以每年翻一番的勢頭迅猛增長。有關專家認為，中國擁有全球最大的風電市場，在短短的幾年時間內，國內就誕生了數十家風電機組制造企業。
    風電機組制造業一派繁榮景象的背后卻隱藏著新的問題。一些風電機組生產商由于技術積累不足，投放到市場中的部分風電機組帶有質量問題，給并網運行帶來了嚴重的隱患。電力系統對電能質量的要求是非常嚴格的，必然要求電源運行性能達到相應的標準，更何況風電又是一種波動性、間歇性電源。如果風電不滿足電力系統對電能的質量要求，將會給電力系統帶來很大問題。
    記者了解到，由于目前沒有風電機組和風電場入網標準和檢測標準，絕大部分風電機組的功率曲線、電能質量、有功和無功調節性能、低電壓穿越能力等都沒有經過有資質機構的檢測。今年吉林省電網連續發生40萬千瓦風電機組同時切除的情況，其原因就是這些機組不具備低電壓穿越能力。還有一些電氣化鐵路附近的風電場，由于抗干擾能力不強，在火車經過時經常發生機組切除現象。
    中國電科院副總工程師、IEEE（美國電氣及電子工程師學會）電力和能源協會北京分會主席胡學浩告訴記者，風電機組的質量問題是電網安全潛在的威脅，亟需第三方檢測機構對出廠前的風電機組進行質量認證，從源頭上杜絕不合格的風電機組接入電力系統。為此，中國電科院專門成立了國內首家可再生能源發電實驗室，開展風電機組和風電場運行檢測的相關工作。
    “關于上述問題國外有很多經驗值得我們借鑒。中國電科院通過中德國際合作項目，聯系國外知名測試機構進行培訓、購買測試設備，并聘請國際權威專家授課，給可再生能源發電實驗室建設提供了關鍵支撐。”胡學浩說，目前可再生能源發電實驗室已經具備了風電機組功率特性測試和電能質量測試能力，完成了金風0.15萬千瓦直驅型風電機組和華創0.15萬千瓦雙饋型風電機組的測試項目，其他測試項目也正在進行中。
    胡學浩還介紹，下一步可再生能源實驗室打算進行風電機組噪聲測試、機組機械載荷測試，以及風電機組低電壓穿越能力測試等能力建設。
    風電功率預測系統：風電并網必備技術
    眾所周知，風電具有間歇性和波動性，而電力系統是實時平衡的，風電的波動需要通過常規電源的調節和儲能系統來平衡，這是長期困擾風電并網的最大難題。既然風電場的出力主要由風力大小決定而難以人為控制，那么是否可以提前預知風電場的出力呢？如果能做到這一點，風電對電網的影響也會隨之變小。
    對此，胡學浩認為，風電功率是可以預測的，而且是風電并網必備的技術手段之一。通過風電功率預測，可以合理安排常規電源的運行方式，降低電力系統的備用容量，提高電力系統運行的經濟性，同時提高電力系統接納風電的能力。因此，風電功率預測系統必將是今后電網穩定運行、電網調度、電力市場運營等需要的重要技術支持。據胡學浩透露，中國電科院目前正承擔著國家科技支撐計劃《風電場輸出功率預測系統的開發及示范應用》，以及國家電網公司多個科研項目。該院正在進行風電功率預測方法研究并在七個網、省公司建立風電功率預測系統，全部項目將于2009年完成。第一個示范工程項目——吉林電網風電功率預測系統將于近期投入運行。
    風電并網技術標準：引導風電場規范建設
    不同電源送出的電力有優劣之分。如果風電質量不達標，電網安全就會受到嚴重影響。胡學浩分析認為，國家要求電網企業全額收購并網風電，指的也是符合標準的風電，隨著近幾年風電快速增長，出臺風電并網相關的技術標準顯得尤為迫切。
    在胡學浩看來，對風電場并網作出相應的技術規定，一方面能夠保證風電場和電力系統的安全穩定運行，明確電網企業和風電開發商的責任和義務，適應我國今后大規模建設風電場的實際需要；另一方面，對國產化風電機組的技術發展方向提供了正確的引導，使國產化風電機組性能逐漸達到國際先進水平。
    據介紹，從2005年開始，中國電科院就開始著手編制我國《風電場接入電力系統技術規定》和國家電網公司《風電場接入電網技術規定研究》。當年年底，國家質檢總局和國家標準化委員會就發布了GB/Z19963-2005《風電場接入電力系統技術規定》。目前中國電科院正在進行該標準的修訂工作，使之更適應當前和未來我國風電大規模發展的需求。