大量科研成果在全國各地應用
“新能源領域的許多重要進展、全國許多地區(qū)新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，都離不開公司科研成果的支持。”劉純說。
對于新能源科研工作者來說，吉林是一個值得記憶的地方。在那里，國內(nèi)首套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的風電功率預測系統(tǒng)于2008年11月投運，首套風電調(diào)度計劃系統(tǒng)于2009年年初建成。這兩套由國家電網(wǎng)公司研制的系統(tǒng)，在實踐中證明了價值：以2011年為例，兩套系統(tǒng)的運用，使吉林電網(wǎng)風電接納能力提高23.91%，約合上網(wǎng)電量47.8億千瓦時，折合年節(jié)約標煤量171.6萬噸，減排溫室氣體1.33億噸。
以吉林電網(wǎng)的試點應用為開端，國家電網(wǎng)公司開始廣泛應用上述成果。在風電調(diào)度方面，國家電網(wǎng)公司已建成國調(diào)、分調(diào)、省調(diào)一體化的風電運行實時調(diào)度監(jiān)測網(wǎng)絡，建成覆蓋26個?。▍^(qū)、市）、全部570座風電場的新能源調(diào)度監(jiān)測網(wǎng)絡，實現(xiàn)了風電場與電網(wǎng)互聯(lián)互通；在風電預測方面，風電功率預測系統(tǒng)已在15家省級調(diào)度機構(gòu)部署，預測精度達85%，達到國際先進水平。
風電調(diào)度及預測技術(shù)只是國家電網(wǎng)公司新能源科技創(chuàng)新成果之一。據(jù)統(tǒng)計，近年來，國家電網(wǎng)公司新能源科技研發(fā)累計投入40億元，開展了357項科研項目，項目涵蓋風電接入電網(wǎng)技術(shù)、風力發(fā)電及控制技術(shù)、太陽能發(fā)電技術(shù)等領域。
目前，國家電網(wǎng)公司掌握了新能源場站級監(jiān)控技術(shù)，開發(fā)了綜合監(jiān)控系統(tǒng)并投入實際運行，實現(xiàn)了新能源可觀測；掌握了功率預測技術(shù)并廣泛應用，實現(xiàn)了新能源可預報；攻克了新能源設備并網(wǎng)運行控制核心技術(shù)，實現(xiàn)了新能源可控可調(diào)。
國家電網(wǎng)公司對新能源設備制造技術(shù)升級，同樣助力頗多。
李少林是國家能源大型風電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)（試驗）中心張北風電試驗基地的一名新能源發(fā)電裝備檢測技術(shù)人員，該基地由國家電網(wǎng)公司投資3.45億元建成。一年中的大多數(shù)時間，他都呆在河北張北草原深處，檢測新型風機和光伏逆變器。
張北風電試驗基地具備功率特性、低電壓穿越、抗干擾能力等8項風電機組特性檢測能力，綜合性能居世界第一。設備廠商可在這里進行風電機組并網(wǎng)性能試驗和技術(shù)改造，系統(tǒng)梳理風機電機、控制系統(tǒng)等核心技術(shù)環(huán)節(jié)存在的問題，從而提升產(chǎn)品技術(shù)含量。
基地建成以來，累計開展現(xiàn)場檢測項目222項，完成34家風機廠商、75個機型的風電機組低電壓穿越測試。“這里是國家能源局唯一授權(quán)的風電并網(wǎng)檢測機構(gòu)，通過檢測的風電機組，可以放心投入應用。”李少林說。
“新能源領域的很多進步，都能看到國家電網(wǎng)公司的身影，原因就在于我們超前開展了廣泛的研究創(chuàng)新。雄厚的積累和科研儲備，使成果能夠在諸多領域、在最需要的時候得到應用。”劉純說，這些成果，使常規(guī)電力系統(tǒng)規(guī)劃與調(diào)度運行技術(shù)適應新能源發(fā)電運行特性，使新能源試驗檢測體系建立起來，還使新能源設備產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高。
持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新貫穿新能源發(fā)展歷程
目前，國家電網(wǎng)公司在風電、光伏發(fā)電等新能源領域，已經(jīng)建立了較為全面的科技研發(fā)體系。不過，體系的建立并非一朝一夕，一項技術(shù)成果也不可能“一招鮮，吃遍天”。真正讓成果持續(xù)發(fā)揮作用的，是持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新。
以科技研發(fā)在規(guī)劃方面的應用為例。2008年，國家電網(wǎng)公司開始研究風電、光伏發(fā)電并網(wǎng)規(guī)劃問題。如何適應新能源發(fā)電具有的波動性、間歇性特點成為一大難題。
參與研發(fā)的遲永寧回憶說，當時我國正處于風電大規(guī)模開發(fā)初期，技術(shù)方法欠缺，歷史數(shù)據(jù)不足，且我國風電集中式發(fā)展與國外分散接入不同，無法照搬國外經(jīng)驗。在這一背景下，科研團隊開始獨立技術(shù)攻關。最終，他們研發(fā)出并網(wǎng)仿真分析技術(shù)，通過模擬多種環(huán)境條件，建立了風電機組等設備模型。一套基于時序仿真的全新的研究方法也被確立。
“機組模型的建立和研究方法的確立，是我們當時實現(xiàn)的技術(shù)突破。它為我們開展電網(wǎng)消納新能源研究提供了手段。”劉純評價說。目前，他們已為12個省區(qū)開展了風電、光伏發(fā)電接入電網(wǎng)的適應性研究，每一個研究都與該省區(qū)的新能源發(fā)展規(guī)劃同步展開。
研究工作沒有就此止步。2010年，科研人員在原有仿真分析技術(shù)基礎上，開始研究電源、電網(wǎng)協(xié)調(diào)優(yōu)化技術(shù)。“原來關注的是能接入多少新能源，現(xiàn)在的焦點是如何接納得更多。”劉純說。
2011年，科研人員再次進行技術(shù)提升，將目光瞄向了兩個新的突破點：國際化通用建模和模型驗證技術(shù)。這兩項技術(shù)一旦實現(xiàn)突破，將大大提升我國新能源領域技術(shù)在國際上的影響力。
低電壓穿越是風電發(fā)展中最受關注的技術(shù)指標之一。確保設備具備低電壓穿越能力也是科研人員持續(xù)創(chuàng)新的重要工作。“但隨著時間推移，我們發(fā)現(xiàn)不僅僅要關注低電壓穿越了。”劉純說：“因為風電機組進入低電壓穿越過程后，如果風電場的動態(tài)電壓控制性能不好，會使風電集中送出系統(tǒng)產(chǎn)生高電壓。所以，我們又開始研究如何避免低電壓穿越時產(chǎn)生高電壓。”
研究自2010年開始，于2011年11月取得突破性成果。今年4月，風電場智能監(jiān)控系統(tǒng)在河北承德翔風風電場投運。這套系統(tǒng)充分挖掘了風電機組的無功支撐能力，在國內(nèi)首次實現(xiàn)風電機組無功的毫秒級快速調(diào)節(jié)，滿足風電場穩(wěn)態(tài)、動態(tài)和暫態(tài)無功調(diào)節(jié)要求，至今運行良好。
7月底，國家電網(wǎng)公司公布了2012年科學技術(shù)進步獎擬受獎項目名單。大型風電并網(wǎng)規(guī)劃與試驗檢測關鍵技術(shù)研究及應用被列為一等獎。申報意見指出：項目成果從風電接入的各個層面推動了風電行業(yè)的技術(shù)進步和知識產(chǎn)權(quán)國有化，促進了風電與電網(wǎng)的和諧發(fā)展，有助于保障我國能源安全，應對全球氣候變化，減輕我國二氧化碳等污染物排放壓力，建立我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型期新的經(jīng)濟增長點。
科研創(chuàng)新成果的經(jīng)濟社會效益由此清晰可見。
