風(fēng)電大基地帶來并網(wǎng)新挑戰(zhàn)

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當(dāng)前，率先具備“平價(jià)”條件的“三北”大基地重新成為風(fēng)電開發(fā)的熱土，伴隨大基地項(xiàng)目開發(fā)，新能源將在局部大規(guī)模并網(wǎng)，當(dāng)年的大規(guī)模脫網(wǎng)事故會(huì)否重演?

伴隨風(fēng)電“平價(jià)”時(shí)代臨近，率先具備“平價(jià)”條件的“三北”大基地重新成為開發(fā)的熱土。截至目前，國(guó)家能源局批復(fù)多個(gè)位于青海、內(nèi)蒙古、甘肅等地的大基地項(xiàng)目。由此，風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)問題再次成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。

局部大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)

再次帶來挑戰(zhàn)

國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度控制中心教授級(jí)高級(jí)工程師裴哲義在日前舉行的“大基地時(shí)代——決戰(zhàn)風(fēng)電并網(wǎng)”線上會(huì)議中指出，伴隨風(fēng)電大基地項(xiàng)目開發(fā)，新能源將在局部大規(guī)模并網(wǎng)，這將對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性帶來一定挑戰(zhàn)。

“問題主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是電網(wǎng)系統(tǒng)的抗擾動(dòng)能力可能下降，系統(tǒng)慣量的丟失會(huì)引發(fā)電網(wǎng)穩(wěn)定性下降，這也是全球電力系統(tǒng)面臨的可再生能源并網(wǎng)所帶來的普遍性問題。二是電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力下降，風(fēng)電及光伏作為波動(dòng)性能源，隨著在電網(wǎng)中占比增加，電網(wǎng)波動(dòng)性也會(huì)相應(yīng)增加。三是當(dāng)前風(fēng)電和光伏的技術(shù)指標(biāo)相對(duì)偏低，與常規(guī)火電的技術(shù)指標(biāo)存在差距。” 裴哲義說。

記者了解到，截至目前，獲得國(guó)家能源局批準(zhǔn)的風(fēng)電大基地項(xiàng)目包括上海廟可再生能源基地、青海海南州可再生能源基地、烏蘭察布風(fēng)電基地、華能北方上都百萬千瓦級(jí)風(fēng)電基地項(xiàng)目等。由于我國(guó)風(fēng)電等可再生能源資源集中在西部地區(qū)，能源消費(fèi)主力則集中在中東部，長(zhǎng)距離輸電成為了解決資源分布不平衡的主要手段，尤其是特高壓直流輸電成為了風(fēng)電大基地項(xiàng)目外送的主要方式之一。

在過去15年里，隨著全球風(fēng)電及光伏裝機(jī)量大幅增加，電源波動(dòng)引發(fā)的大規(guī)模脫網(wǎng)事件也時(shí)有發(fā)生。英國(guó)最近一次停電事件受到世界矚目，2019年8月，英國(guó)英格蘭與威爾士大部分地區(qū)出現(xiàn)停電，有推測(cè)認(rèn)為是霍恩海上風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)因耐受低頻能力不足而導(dǎo)致大量風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)。在我國(guó)風(fēng)電規(guī)?；l(fā)展初期，甘肅酒泉等風(fēng)電項(xiàng)目也曾出現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)事故。不過，后來伴隨“低穿”改造等一系列技術(shù)優(yōu)化，大規(guī)模脫網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)得以避免。

針對(duì)項(xiàng)目特點(diǎn)的前期基礎(chǔ)研究

尤為重要

在可再生能源發(fā)電占比越來越高之時(shí)，行業(yè)應(yīng)如何應(yīng)對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)?

中國(guó)電科院電力系統(tǒng)所發(fā)電控制與電網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)室主任李文鋒指出，國(guó)內(nèi)并無先例可循，因此，針對(duì)項(xiàng)目特點(diǎn)進(jìn)行的前期基礎(chǔ)性研究尤為重要。“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。目前，國(guó)內(nèi)涉及特高壓直流線路外送或海上風(fēng)電等項(xiàng)目相關(guān)經(jīng)驗(yàn)仍然較少，在沒有配備常規(guī)電源的情況下，項(xiàng)目方應(yīng)更加注意規(guī)避可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。”

同時(shí)，清華大學(xué)電機(jī)系教授、博導(dǎo)謝小榮也表示，近年來，國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)發(fā)展迅速，很多方面走在了發(fā)達(dá)國(guó)家前面，因此，可借鑒的國(guó)外經(jīng)驗(yàn)越來越少。要確保電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行，更需立足于自我探索。

多位業(yè)內(nèi)專家表示，在運(yùn)用特高壓直流等新技術(shù)的同時(shí)，新能源自身接入電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)有所改變，以便更好地適應(yīng)電網(wǎng)系統(tǒng)。裴哲義透露，2020年新版《風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》(征求意見稿)預(yù)計(jì)將對(duì)新能源頻率適應(yīng)性范圍以及故障穿越電壓等參數(shù)提出新的要求，同時(shí)相關(guān)部門也將對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)可能產(chǎn)生的次同步振蕩問題進(jìn)行專題研究。

業(yè)內(nèi)各方應(yīng)積極協(xié)作

共同降低風(fēng)險(xiǎn)

業(yè)內(nèi)專家提醒稱，標(biāo)準(zhǔn)的制定對(duì)于促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展有重要作用，在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)可能滯后的情況下，更需要風(fēng)電行業(yè)各方做好項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)控制工作。

華能集團(tuán)新能源事業(yè)部技術(shù)管理處處長(zhǎng)李國(guó)慶認(rèn)為，在平價(jià)上網(wǎng)的新形勢(shì)以及新的技術(shù)要求下，業(yè)主方需要與電網(wǎng)方面、主機(jī)廠商和設(shè)備供應(yīng)商一起適應(yīng)新的技術(shù)要求。“目前主機(jī)成本仍占風(fēng)電開發(fā)成本的較大部分，因此，在設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、施工等環(huán)節(jié)，開發(fā)商應(yīng)與主機(jī)廠商一同努力，保證主機(jī)既符合并網(wǎng)導(dǎo)則的技術(shù)性要求，又符合平價(jià)上網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性要求。在未來的招標(biāo)文件中，開發(fā)商將按照最新技術(shù)導(dǎo)則進(jìn)行招標(biāo)，主機(jī)廠商要快速推進(jìn)符合并網(wǎng)導(dǎo)則的認(rèn)證試驗(yàn)工作，才能進(jìn)入招標(biāo)范圍。”

金風(fēng)科技電網(wǎng)技術(shù)總工程師喬元?jiǎng)t認(rèn)為，要適應(yīng)新的市場(chǎng)要求及環(huán)境，作為主機(jī)制造商，在風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)方面必須著眼未來，留有余量和一定的升級(jí)空間。

“平價(jià)上網(wǎng)時(shí)代越來越重視成本。為了維持20年全生命周期的安全穩(wěn)定運(yùn)行，風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)不能只滿足眼下標(biāo)準(zhǔn)，還應(yīng)預(yù)留一定空間來應(yīng)對(duì)未來可能的升級(jí)需求。在風(fēng)電大基地項(xiàng)目中，新能源電源局部占比較高，風(fēng)電如果能夠參與系統(tǒng)調(diào)頻將對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定具有重要意義。”喬元說。