最近，美國(guó)Battelle公司開(kāi)發(fā)的“電網(wǎng)友好型充電控制技術(shù)”則讓電動(dòng)汽車(chē)根據(jù)電網(wǎng)的情況自動(dòng)啟動(dòng)或停止充電，在用戶側(cè)減輕電網(wǎng)壓力，讓車(chē)主花費(fèi)更少、讓電網(wǎng)更安穩(wěn)。“我們需要充電站，而且充電站需要具備與智能汽車(chē)、智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施相匹配的智能水平，從而避免對(duì)電網(wǎng)造成壓力，并且為能源消費(fèi)和電網(wǎng)提供靈活的計(jì)費(fèi)方式。”美國(guó)能源部智能電網(wǎng)研究與發(fā)展部項(xiàng)目經(jīng)理丹·唐對(duì)此表示。
“建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)、友好電網(wǎng)環(huán)境需要發(fā)電或用電設(shè)備與電網(wǎng)協(xié)調(diào)互動(dòng)，以支持電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。”中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)風(fēng)能專(zhuān)委會(huì)資深委員姚小芹對(duì)本報(bào)記者表示，“在國(guó)外，并網(wǎng)友好是光伏電站、風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)始終堅(jiān)持的一項(xiàng)基本原則，現(xiàn)在更是在用電側(cè)取得了成果。而國(guó)內(nèi)差距很大，不僅標(biāo)準(zhǔn)缺失，更重要的是建立的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行也很隨意，這樣的后果就是大規(guī)模的風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站吹西北風(fēng)曬太陽(yáng)。”
電網(wǎng)友好型可再生能源發(fā)電
近年來(lái)，我國(guó)可再生能源發(fā)展迅猛。截至２０１２年年底，我國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)達(dá)到６３００萬(wàn)千瓦，超過(guò)美國(guó)成為世界第一風(fēng)電大國(guó)，年發(fā)電量超過(guò)１０００億千瓦時(shí)，風(fēng)電成為我國(guó)第三大電源。
2010年之前，我國(guó)光伏發(fā)電裝機(jī)數(shù)量基本可以忽略，全國(guó)90％以上的光伏電池產(chǎn)量依靠出口。2011年國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電裝機(jī)比上年增長(zhǎng)3倍以上，超過(guò)3吉瓦；2012年這一數(shù)字又上升至７吉瓦；2013年全國(guó)新增光伏發(fā)電裝機(jī)預(yù)計(jì)將達(dá)到10吉瓦，消耗全國(guó)將近一半的光伏電池產(chǎn)量。
但是，光伏、風(fēng)電等可再生能源發(fā)電具有不穩(wěn)定、難預(yù)測(cè)及難調(diào)控等特點(diǎn)，于是并網(wǎng)問(wèn)題隨之而來(lái)。
國(guó)家能源局表示，2012年全國(guó)“棄風(fēng)”電量約200億度。如果按照目前國(guó)家火電1度電煤耗226克計(jì)算，200億度電損失的標(biāo)煤就超過(guò)678萬(wàn)噸，而直接造成的經(jīng)濟(jì)損失則超過(guò)100億元。
光伏發(fā)電大規(guī)模發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，但是并網(wǎng)問(wèn)題已經(jīng)開(kāi)始顯現(xiàn)。一位光伏制造企業(yè)的負(fù)責(zé)人對(duì)記者表示：“很感謝國(guó)家打開(kāi)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，這減輕了光伏制造企業(yè)很大的壓力。至于并網(wǎng)難，這確實(shí)是一個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)，將來(lái)大規(guī)模裝機(jī)之后，可能會(huì)更加嚴(yán)重，這需要大家重視、解決。光伏制造企業(yè)需要在技術(shù)創(chuàng)新方面下功夫，使可再生能源發(fā)電從‘垃圾電’變成‘優(yōu)質(zhì)電’，讓電網(wǎng)可以像接納火電那樣輕松接納，減輕電網(wǎng)壓力，從根源上解決并網(wǎng)問(wèn)題。”
標(biāo)準(zhǔn)缺失執(zhí)行不力
如何讓可再生能源發(fā)電變得更優(yōu)質(zhì)，成為并網(wǎng)友好型電源？
姚小芹表示，主要是提高可再生能源發(fā)電的可預(yù)測(cè)性、穩(wěn)定性、可調(diào)可控性，“在各種工況下以有利于電網(wǎng)穩(wěn)定的方式運(yùn)行，如低電壓穿越”。
所謂“低電壓穿越”就是指在風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落的時(shí)候，風(fēng)機(jī)能夠保持并網(wǎng)，甚至向電網(wǎng)提供一定的無(wú)功功率，支持電網(wǎng)恢復(fù)，直到電網(wǎng)恢復(fù)正常。低電壓穿越不僅能讓電壓波動(dòng)時(shí)風(fēng)機(jī)不解列，避免連鎖故障，還有效地提高了風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。
“光伏、風(fēng)電、生物質(zhì)能等新能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)的環(huán)境、氣象等不確定因素較多，預(yù)測(cè)難度很高。目前，以提高新能源發(fā)電預(yù)測(cè)為主要目的的電網(wǎng)友好發(fā)電技術(shù)在國(guó)內(nèi)得到了初步研究和應(yīng)用；在提高新能源發(fā)電穩(wěn)定性方面，應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)的低電壓穿越技術(shù)是目前較為熱門(mén)的電網(wǎng)友好技術(shù)；風(fēng)電的遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)控制我們也已經(jīng)有了應(yīng)用。”姚小芹說(shuō)。
“但這些應(yīng)用都是示范，并沒(méi)有普及。”姚小芹介紹，國(guó)內(nèi)的可再生能源應(yīng)用時(shí)間短，發(fā)展的速度快，在很多方面都存在標(biāo)準(zhǔn)缺失的問(wèn)題，而且發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行起來(lái)力度也很有限。
以低電壓穿越為例。早在2003年德國(guó)的風(fēng)電并網(wǎng)導(dǎo)則就要求風(fēng)機(jī)須具備低電壓穿越能力，國(guó)內(nèi)在2007年才認(rèn)識(shí)到這個(gè)問(wèn)題，并于2008年向國(guó)家申報(bào)了863計(jì)劃項(xiàng)目，2009年年底具備了檢測(cè)能力。但直到此時(shí)，低電壓穿越能力并沒(méi)有列入國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
2011年，多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)生風(fēng)電脫網(wǎng)事故，甚至幾千臺(tái)風(fēng)機(jī)同時(shí)脫網(wǎng)，造成重大損失。“這促使國(guó)家能源局在2011年8月出臺(tái)的《大型風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》中，要求大型風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電機(jī)組要具有低電壓穿越能力。同時(shí)，國(guó)家電監(jiān)會(huì)主要針對(duì)‘低電壓穿越’在全國(guó)風(fēng)電展開(kāi)安全檢查。”一位不愿透露姓名的風(fēng)電業(yè)內(nèi)人士對(duì)記者表示，“但就算是這樣，現(xiàn)在的風(fēng)機(jī)低電壓穿越能力仍然有問(wèn)題。有些企業(yè)在送檢時(shí)，一臺(tái)風(fēng)機(jī)通不過(guò)便換一臺(tái)測(cè)試，有時(shí)要換十幾臺(tái)風(fēng)機(jī)才最終通過(guò)，你能說(shuō)這些企業(yè)的風(fēng)機(jī)具備低電壓穿越能力？”
友好環(huán)境需三方協(xié)同努力
為應(yīng)對(duì)風(fēng)電、光電愈來(lái)愈突出的運(yùn)行控制、接納、送出等問(wèn)題，國(guó)家863計(jì)劃“電網(wǎng)友好型新能源發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)及示范應(yīng)用”項(xiàng)目2012年年底在蘭州啟動(dòng)。
國(guó)家電網(wǎng)副總經(jīng)理舒印彪表示：“光伏設(shè)備制造企業(yè)要加大技術(shù)和設(shè)備研發(fā)攻關(guān)力度，提高電池質(zhì)量、壽命和性能；加大逆變器諧波控制技術(shù)研究，提升設(shè)備低電壓穿越能力、有功無(wú)功功率調(diào)節(jié)能力；完善主控系統(tǒng)運(yùn)行性能和指標(biāo)，建設(shè)電網(wǎng)友好型光伏發(fā)電系統(tǒng)。”
“目前，德國(guó)等國(guó)家及國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)備提出要對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行高電壓穿越能力檢測(cè)。國(guó)外風(fēng)機(jī)廠商通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)淘汰落后技術(shù)，通過(guò)技術(shù)升級(jí)提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，因此國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)廠商也應(yīng)主動(dòng)開(kāi)發(fā)電網(wǎng)友好型風(fēng)機(jī)，以技術(shù)進(jìn)步來(lái)帶動(dòng)市場(chǎng)。”中國(guó)電科院專(zhuān)家表示。
在用戶側(cè)，美國(guó)Battelle公司開(kāi)發(fā)的“電網(wǎng)友好型充電控制技術(shù)”，可以通過(guò)持續(xù)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)電流變化的頻率和不同車(chē)輛的充電速度保證電網(wǎng)的穩(wěn)定。如果電網(wǎng)發(fā)生意外導(dǎo)致電流頻率快速下降，充電系統(tǒng)將自動(dòng)停止。這在風(fēng)電、光伏等可再生能源大規(guī)模應(yīng)用，電網(wǎng)波動(dòng)頻繁時(shí)，將很好地保障電網(wǎng)穩(wěn)定。
“‘電網(wǎng)友好型新能源發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)及示范應(yīng)用’項(xiàng)目的研究和實(shí)施，能夠解決新能源發(fā)電發(fā)展面臨的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，促進(jìn)智能電網(wǎng)的建設(shè)。同時(shí)項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)我國(guó)促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和高效利用、保障電力供應(yīng)安全、培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)等具有十分重要的意義。”姚小芹表示，“我們?nèi)〉昧艘恍┏晒?，通過(guò)了一些標(biāo)準(zhǔn)，但一個(gè)重要的問(wèn)題是，這些標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有有力執(zhí)行，成果也沒(méi)有得到及時(shí)應(yīng)用，新標(biāo)準(zhǔn)新成果的推廣遇到很多的阻力，反倒是不少落后技術(shù)仍在大力推廣。建設(shè)友好電網(wǎng)環(huán)境，促進(jìn)新能源應(yīng)用，需設(shè)備制造企業(yè)、電場(chǎng)與電網(wǎng)三方共同努力，讓新能源在生產(chǎn)、輸送、消納有一個(gè)和諧的生態(tài)環(huán)境。”
