決戰風電併網:大基地時代併網消納之困何解?

2020-12-05 新浪財經

來源:能見Eknower

文/米小夏

時隔十年,大基地再次成為中國風電產業發展的焦點。

2009年,甘肅酒泉千萬千瓦級風電基地開工,拉開了中國風電大基地1.0時代序幕。

2019年,中廣核位於內蒙古興安盟300萬千瓦風電扶貧項目正式啟動。伴隨這一國內首個平價風電大基地的開工,中國風電大基地開發正式進入以平價為顯著特徵的2.0時代。

大基地併網與一般的風電併網不同。

在開發建設過程中,當千萬千瓦級基地風電大規模併入電網,併網點的電壓穩定、頻率穩定對電網安全至關重要。如何安全穩定的接入電網,對開發企業、整機商和電網將是一個巨大的考驗。

風電人都記得多年前那場轟動業內的事故。

2011年2月24日,位於甘肅酒泉風電基地的橋西風電場因為併網技術問題,598臺、84萬千瓦風電機組相繼脫網……

事故給彼時如火如荼的風電行業蒙上了濃重的陰影。時至今日,「新基建」下特高壓加碼,並與風電「搶裝潮」形成共振,關於風電併網的憂慮焰火重燃。

中國風電併網標準制定可以追溯到2006年。當年發布的第一版風電併網標準,屬於指導性的技術文件。但彼時中國風電行業剛剛開始大規模發展,由於實踐經驗不足,諸如風機低電壓穿越能力等重要指標未被寫入標準。

五年後,上述大規模脫網事故倒逼行業重新審視風電併網標準制定。

2016年,全國電力監管標準化技術委員會召開會議,來自電網、發電商、設備商、政府部門等46位代表表決通過GB/T19963--2011《風電場接入電力系統技術規定》。

之後,這份規定成為國內風電場併網長期遵循的主要技術標準。

國家電網調度中心教授級高級工程師裴哲義表示,眾所周知,中國風電和太陽能資源主要分布在經濟欠發達的西部,而負荷中心在東部,呈逆向分布特點,客觀上需要長距離遠送才能把西部綠色的風電送到東部負荷中心,特高壓直流輸電為解決這一矛盾提供有效的手段。

「但特高壓直流對送端併網風電機組的性能也提出了更高要求,以保障特高壓輸電線路高效穩定運行,保障風電等可再生能源的可靠送出。」裴哲義說。

「特高壓直流像一條通往負荷區域的高速公路。高速公路修好後,拖拉機、三輪車都不能開上來,否則不僅發揮不出來高速公路真正的效果,還會有新的安全風險。」金風科技電網技術總工程師喬元給了一個形象的比喻。

他介紹,短時直流閥閉鎖是特高壓直流電網典型的擾動或故障。它會帶來送端的高電壓問題,這就要求風電機組具備高電壓穿越能力。

此外,在故障條件下,短時功率無法送出,可能造成系統的頻率高,這也要求風電機組具備快速頻率響應能力。

另一個不容忽視的焦點是弱電網的問題。有一個衡量電力系統強弱程度的核心概念——短路比。在傳統電力系統中短路比的值往往都會大於5。但隨著新能源不斷接入,這一值不斷下降。

短路比在極低的情況下會出現次同步振蕩。中國的電力系統將50Hz定義為「同步頻率」,低於這一頻率則稱為「次同步」。當出現次同步振蕩時,輕則導致諸如燈泡閃爍,重則可能導致與電網相連的火電機組設備退出運行。

事實上,近幾年,新疆哈密、吉林通榆、河北固原等新能源基地都曾出現次同步振蕩問題。這一潛在危險越來越引起業界重視。

基於電力系統安全考慮,最近三年,全國各地已經基本普及了高電壓穿越的要求。西北電網還於2018年開始執行一次調頻的改造。

「我們願意結合國內新能源併網特點,投入研究、探索前沿的風電併網技術,支持國家出臺更加科學嚴謹新能源併網要求、標準。從長期講,這不僅能有效減輕風電開發商和電網公司等各方負擔,更能促進產業技術升級和行業的持續發展。」很多整機企業表示。

那麼,風電併網究竟痛點、難點何在?面對大基地風電併網,風電開發商潛在風險有哪些?需要做什麼樣的技術和物資儲備?

5月16日下午14:00-16:00,「麒麟學院」邀請到國家電網調度中心教授級高級工程師裴哲義、中國電科院電力系統所發電控制與電網工程試驗室主任、教授級高工李文鋒、清華大學電機工程學院謝小榮教授等電力併網專家,以及多家風電開發商做客麒麟會客廳,同臺論道,共同探討大基地時代如何決戰風電併網。

大基地時代,決戰風電併網,你準備好了嗎?

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