位于陜西省定邊縣城東南約15公里的賀圈鎮(zhèn)狼爾溝村，本是個名不見經(jīng)傳的小村子，如今卻見證了中國風電發(fā)展史上一個值得關(guān)注的事件，也將成為中國風電發(fā)展史上一個值得標記的地點。在那里，華能新能源股份有限公司投運了我國第一個真正意義上的分散式接入風電項目——華能新能源定邊狼爾溝風電分散式示范風電場。
“狼爾溝風電場于2011年12月10日進行反送電調(diào)試，陸續(xù)安排6臺風機啟動并網(wǎng)及240小時掛網(wǎng)試運行，截至7月31日，狼爾溝風電場累計發(fā)電363萬千瓦時。”華能新能源股份有限公司副總經(jīng)理丁坤介紹說。
8月12日，國家能源局組織相關(guān)新能源企業(yè)和專家一行到狼爾溝風電場進行實地考察和座談。行業(yè)專家分析認為，狼爾溝風電分散式接入項目的示范作用，為我國新能源分散式接入方式和微電網(wǎng)控制技術(shù)的研究提供了一個實際運行的示范平臺，意義深遠。
狼爾溝現(xiàn)狀
狼爾溝地區(qū)海拔高度在1500-1600米之間，是黃土高原北部的黃土低崗斜坡，風資源條件較好，此前并未有大規(guī)模集中風電送出。當?shù)啬昶骄L速為6.61米/秒，平均風功率密度為310瓦/平方米。運行電網(wǎng)為榆林西部電網(wǎng)，歸屬陜西省地方電力（集團）有限公司，最大運行負荷約35萬千瓦，無本地裝機，依靠寧東電網(wǎng)送入四回110千伏線路供電。
早在2009年，華能新能源就開始進行分散式風電開發(fā)的規(guī)劃和探索。談到率先嘗試的初衷，丁坤表示，一方面是參考了國外風電直接接入到配電端的成功經(jīng)驗，另一方面，當時企業(yè)已經(jīng)敏感地感受到國內(nèi)集中式風電限電的“陣陣寒意”。2010年12月6日，狼爾溝分散式風電項目完成項目核準，2011年3月15日開工建設(shè)，2011年12月10日并網(wǎng)調(diào)試。
事實上，狼爾溝風電場從建設(shè)到投運的過程，幾乎同我國風電發(fā)展戰(zhàn)略從集中開發(fā)轉(zhuǎn)向集中與分散式開發(fā)并舉的調(diào)整同步。2011年年初，在“三北”地區(qū)風電消納問題日益嚴重的背景下，國家能源局多次召集相關(guān)單位研究討論分散式風電開發(fā)，7月下發(fā)了《關(guān)于分散式接入風電開發(fā)的通知》（國能新能【2011】226號），年底又下發(fā)了《分散式接入風電項目開發(fā)建設(shè)指導意見》（國能新能【2011】374號）。文件對于分散式接入風電項目的定義、接入電壓等級、項目規(guī)模、核準審批等都作了嚴格的界定，清晰表明了國家鼓勵風電分散式開發(fā)的態(tài)度。
目前，狼爾溝風電場總裝機9兆瓦，安裝6臺1.5兆瓦風機，年利用小時數(shù)可達1882小時，執(zhí)行每度0.61元的風電上網(wǎng)電價。“風電場采用兩回10千伏線路送出，6臺風機以分散式方式接入榆林西部電網(wǎng)110千伏磚井變10千伏定邊線路和110千伏張梁變10千伏明珠線路并網(wǎng)發(fā)電，兩條送出線路以工業(yè)及居民用電負荷為主，負荷較為穩(wěn)定，滿足風電場上網(wǎng)電量在配電網(wǎng)線路上消納的要求。”丁坤說，6臺風機可以實現(xiàn)在兩條外送線路上任意數(shù)量的組合，運行過程中可根據(jù)配網(wǎng)線路的實際負荷情況來決定風機的出力分配，為當?shù)嘏潆娋W(wǎng)起到一定支撐作用。
狼爾溝經(jīng)驗
華能定邊新能源發(fā)電有限公司總經(jīng)理張曉朝表示，狼爾溝風電場在國家能源局的指導下積極開展接入及運行管理的研究工作，目前已經(jīng)解決了一些并網(wǎng)難題。
“并網(wǎng)后出現(xiàn)了風電場母線電壓隨風機有功功率直線上升的現(xiàn)象，風電屬被動式發(fā)電，需要依靠網(wǎng)側(cè)電壓穩(wěn)定風電出口側(cè)電壓，但當?shù)嘏潆娋W(wǎng)系統(tǒng)相對較弱，導致風機功率變化對系統(tǒng)電壓的影響較為明顯。我們通過對風機的有功功率及無功功率進行解耦控制，實現(xiàn)了風機的AVC（自動電壓控制）功能，確保風電場母線電壓控制在合理范圍內(nèi)。”張曉朝說。
陜西省地方電力（集團）公司副總經(jīng)理劉斌也認為，狼爾溝風電場的接入為西部電網(wǎng)注入了新的電源點，就地平衡負荷，改善了當?shù)嘏潆娋W(wǎng)的電能質(zhì)量。“風電場所接入的10千伏線路的供電半徑超過20公里，線路負荷較大，末端電壓降非常嚴重，接入點的電壓長期維持在8.5-9.3千伏之間，電能質(zhì)量較差?，F(xiàn)場運行試驗后，通過修改風電機組控制程序，使接入點的電壓穩(wěn)定在10．5千伏左右，有效地改善了配電網(wǎng)的電能質(zhì)量。”他說。
張曉朝還表示，狼爾溝分散式風電接入大大降低了遠距離輸電造成的能量損耗。“風電場投運前，其中一條接入線路的供電方式要經(jīng)過330千伏—110千伏—10千伏三級降壓，以近300公里的線路輸送電能后向用戶供電。”他說，“現(xiàn)在這條線路實現(xiàn)了10千伏直供，最近的用戶距電源點僅有1.5公里，線路綜合線損從17%降低到7%，這是最保守的估計。”
為防止多臺風機集中并網(wǎng)可能對主網(wǎng)系統(tǒng)帶來的影響，狼爾溝風電場調(diào)整了控制策略，自動實現(xiàn)每隔三分鐘一臺，風機依次逐臺并網(wǎng)和逐臺脫網(wǎng)的方式， 并適當調(diào)整了風機投切過程的負荷比，減緩配電網(wǎng)潮流改變的速率。
對于調(diào)度通信方式，劉斌介紹說，狼爾溝風電場采取的方式是，租用2條2M的公網(wǎng)通訊通道直接和230公里外的陜西地電榆林供電局調(diào)度中心建立通信調(diào)度關(guān)系，這也是分散式能源并網(wǎng)調(diào)度通信方式的一種探索和創(chuàng)新。
狼爾溝啟示
在業(yè)內(nèi)專家看來，雖然分散式開發(fā)不能徹底解決目前我國風電消納面臨的根本問題，但為當前“焦急”的開發(fā)企業(yè)找到了一個新的突破口，有利于推動技術(shù)的進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
作為第一個也是目前唯一一個并網(wǎng)的分散式風電項目，狼爾溝帶給中國風電業(yè)的啟示值得研究。
個性化是分散式風電項目的最大特點，因此要“因地制宜”，在運行的過程中發(fā)現(xiàn)問題解決問題。與集中式風電最大的區(qū)別在于，分散式的發(fā)展不僅受制于風資源的限制，也受制于當?shù)仉娋W(wǎng)條件的限制。各地不同的電網(wǎng)條件、接入能力和接入距離是影響分散式風電接入的重要因素。狼爾溝風電的接入方式和當?shù)氐碾娋W(wǎng)條件就有鮮明的特點。
丁坤告訴記者：“通過狼爾溝分布式風電場建設(shè)和運行，我們對分散式風電場的定義、項目選址、開發(fā)運行等有了更加深入的認識。并網(wǎng)前我們預(yù)想到可能會出現(xiàn)一些問題，但實際并網(wǎng)后出現(xiàn)的問題與之前的預(yù)想還是有很大差距。目前已經(jīng)解決了一些問題，但未來，為了進一步提高當?shù)赜秒姷目煽啃?，我們還要邊干邊研究，進一步探索論證。”
中廣核風電哈密地區(qū)6.9萬千瓦分散式接入風電項目日前剛剛獲批，還未正式并網(wǎng)。其相關(guān)負責人表示，參觀狼爾溝風電場后最大的感觸就是，分散式風電一定要邊做邊研究。目前看來，哈密和狼爾溝兩個項目是完全不同的兩種分散式接入模式。其不同之處主要體現(xiàn)在，其一，哈密項目是相對集中的分散式風電開發(fā)模式，風電首先接入35千伏變電站后再降壓配送至礦區(qū)等負荷，而狼爾溝風電則相對分散，6臺風機發(fā)電直接接入當?shù)嘏潆娋W(wǎng)的線路中；其二，哈密和狼爾溝的電網(wǎng)接入條件有很大差異。
值得一提的是，狼爾溝項目傳遞了這樣一個重要信息：電網(wǎng)積極接入的態(tài)度，對分散式風電的發(fā)展相當重要。
在記者采訪過程中，“容易溝通、積極支持、信息順暢、迅速反應(yīng)、特事特辦”，是對陜西地電接入態(tài)度的主要描述。在面對“如何處理分散式風電接入和波動性對電網(wǎng)的影響以及保證用戶用電可靠性”這一問題時，劉斌沒有回避，他表示：“狼爾溝風電接入對我們來說的確是一個新事物，它顛覆了此前配電網(wǎng)的概念，電流的潮流流向出現(xiàn)變化，電網(wǎng)重合閘等問題也的確需要解決，我們正在開展智能配電網(wǎng)的研究工作。雖然有些問題目前還沒有能夠拿得上桌面來討論的解決辦法，但我相信，風電分散式接入在歐洲能夠做到，隨著項目的發(fā)展，我們也一定能夠做好，這也正是示范的意義所在。”
當前，新疆、云南、湖南、貴州、浙江等很多省份的分散式風電也已經(jīng)“箭在弦上”。陜西狼爾溝之后，如何對分散式風電進行合理規(guī)劃，是業(yè)界專家普遍關(guān)心的問題。分散式風電接入的實質(zhì)是提供了一個新的電源，這個電源增加了原來的負荷預(yù)測和電網(wǎng)運行管理難度。以狼爾溝為例，未來，隨著當?shù)胤稚⑹斤L電繼續(xù)增加，勢必加劇電網(wǎng)運行管理的壓力。
目前，對于分散式風電，國家能源局在國家層面整體規(guī)劃，為提高效率簡化流程將核準審批權(quán)下方給地方。但如果一個省內(nèi)的分散式風電接入量過大，會出現(xiàn)電源、電網(wǎng)、負荷發(fā)展不協(xié)調(diào)的情況。因此，區(qū)域規(guī)劃必須跑步跟上，才能防止集中式風電消納難題重演。
“分散式風電的發(fā)展，需要政府部門、開發(fā)企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)相互配合，形成合力，才能實現(xiàn)共贏。”有業(yè)內(nèi)人士這樣說。
