風力發(fā)電控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及展望

　　（2）需要進一步提高低電壓穿越運行能力（LVRT）。風力發(fā)電機組，尤其是雙饋型風機，抵抗電網(wǎng)電壓跌落的能力本身較差。當發(fā)生電網(wǎng)電壓跌落時，從前的做法是讓風機從電網(wǎng)切出。當風機在電網(wǎng)中所占比例較小時，這種做法對電網(wǎng)的影響還可以忽略不計。但是，隨著在網(wǎng)運行風機的數(shù)量越來越大，尤其是在風力發(fā)電集中的地區(qū)，如國家規(guī)劃建設的六個千萬千瓦風電基地，這種做法會對電網(wǎng)造成嚴重影響，甚至可能進一步擴大事故。歐洲很多國家，如德國、西班牙、丹麥等國家，早就出臺了相關(guān)標準，要求在這種情況下風機能保持在網(wǎng)運行以支撐電網(wǎng)。風機具有的這種能力稱為低電壓穿越運行能力（LVRT），有的國家甚至要求當電網(wǎng)電壓跌落至零時還能保持在網(wǎng)運行。我國也于今年8月由國家電網(wǎng)公司出臺了《風電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》，其中規(guī)定了我國自己的低電壓穿越技術(shù)要求，明確要求風電機組在并網(wǎng)點電壓跌落至20%額定電壓時能夠保持并網(wǎng)運行625ms、當?shù)浒l(fā)生3s內(nèi)能夠恢復到額定電壓的90%時，風電機組保持并網(wǎng)運行的低電壓穿越運行要求。應該說，這還只是一個初步的、相對較低的運行要求。在今后可能還會出臺更為嚴格的上網(wǎng)限制措施。這些要求的實現(xiàn)，主要靠控制系統(tǒng)中變頻器算法及結(jié)構(gòu)的改善，當然和主控和變槳系統(tǒng)也有密切聯(lián)系。

    （3）實現(xiàn)在功率預估條件下的風電場有功及無功功率自動控制。目前，風電機組都是運行在不調(diào)節(jié)的方式，也就是說，有多少風、發(fā)多少電，這在風電所占比例較小的情況下也沒有多大問題。但是，隨著風電上網(wǎng)電量的大幅度增加，在用電低谷段往往是風機出力最大的時段，造成電網(wǎng)調(diào)峰異常困難，電網(wǎng)頻率、電壓均易出現(xiàn)較大波動。當前，電網(wǎng)對這一問題已相當重視，要求開展建設風電場功率預測系統(tǒng)和風電出力自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)在功率預測基礎(chǔ)上的有功功率和無功功率控制能力。事際上，這個系統(tǒng)的建設不是一件容易的事情，涉及到很多方面的技術(shù)問題。但是，無論如何說，序幕已經(jīng)拉開。

    發(fā)展展望

    從上面的敘述中可以看出，控制系統(tǒng)作為風電機組中最關(guān)鍵的核心零部件，目前仍是國內(nèi)風電設備制造業(yè)中最薄弱的環(huán)節(jié)，也是國內(nèi)目前唯一沒有實現(xiàn)批量國產(chǎn)化的部件，其主要原因在第二部分中已經(jīng)分析過。但是，我們也看到，以東方自控為代表的國內(nèi)一些企業(yè)，已經(jīng)在包括變頻器在內(nèi)的控制系統(tǒng)的自主研發(fā)方面邁出了重要的步伐，取得了很多成果。因此，預計再經(jīng)過兩到三年時間，將可實現(xiàn)風機控制系統(tǒng)的全面國產(chǎn)化配套，并具備如海上風機等更大型風電機組控制系統(tǒng)的自主研發(fā)能力，這樣，風機國產(chǎn)化的最后一個瓶頸也將被突破。同時，借此一角，也呼吁國內(nèi)的風機用戶樹立對國產(chǎn)控制系統(tǒng)的使用信心，支持國產(chǎn)化事業(yè)的發(fā)展。同時，國內(nèi)企業(yè)在服務支持及備件供應方面畢竟有較大的優(yōu)勢，從長遠來看，一定會給風電企業(yè)帶來良好的回報。