中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：分散式風(fēng)電并網(wǎng)破題
華能新能源狼爾溝風(fēng)電場(chǎng)率先發(fā)電并網(wǎng)，就地平衡示范意義深遠(yuǎn)
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(gè)名不見經(jīng)傳的小村子，如今卻見證了中國(guó)風(fēng)電發(fā)展史上一個(gè)值得關(guān)注的事件，也將成為中國(guó)風(fēng)電發(fā)展史上一個(gè)值得標(biāo)記的地點(diǎn)。在那里，華能新能源股份有限公司投運(yùn)了我國(guó)第一個(gè)真正意義上的分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目——華能新能源定邊狼爾溝風(fēng)電分散式示范風(fēng)電場(chǎng)。
“狼爾溝風(fēng)電場(chǎng)于2011年12月10日進(jìn)行反送電調(diào)試，陸續(xù)安排6臺(tái)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)并網(wǎng)及240小時(shí)掛網(wǎng)試運(yùn)行，截至7月31日，狼爾溝風(fēng)電場(chǎng)累計(jì)發(fā)電363萬(wàn)千瓦時(shí)。”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(guó)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(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察和座談。行業(yè)專家分析認(rèn)為，狼爾溝風(fēng)電分散式接入項(xiàng)目的示范作用，為我國(guó)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(gè)實(shí)際運(yùn)行的示范平臺(tái)，意義深遠(yuǎn)。
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(fēng)資源條件較好，此前并未有大規(guī)模集中風(fēng)電送出。當(dāng)?shù)啬昶骄L(fēng)速為6.61米/秒，平均風(fēng)功率密度為310瓦/平方米。運(yùn)行電網(wǎng)為榆林西部電網(wǎng)，歸屬陜西省地方電力(集團(tuán))有限公司，最大運(yùn)行負(fù)荷約35萬(wàn)千瓦，無本地裝機(jī)，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(jìn)行分散式風(fēng)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(guó)外風(fēng)電直接接入到配電端的成功經(jīng)驗(yàn)，另一方面，當(dāng)時(shí)企業(yè)已經(jīng)敏感地感受到國(guó)內(nèi)集中式風(fēng)電限電的“陣陣寒意”。2010年12月6日，狼爾溝分散式風(fēng)電項(xiàng)目完成項(xiàng)目核準(zhǔn)，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(shí)上，狼爾溝風(fēng)電場(chǎng)從建設(shè)到投運(yùn)的過程，幾乎同我國(guó)風(fēng)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(fēng)電消納問題日益嚴(yán)重的背景下，國(guó)家能源局多次召集相關(guān)單位研究討論分散式風(fēng)電開發(fā)，7月下發(fā)了《關(guān)于分散式接入風(fēng)電開發(fā)的通知》(國(guó)能新能【2011】226號(hào))，年底又下發(fā)了《分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)指導(dǎo)意見》(國(guó)能新能【2011】374號(hào))。文件對(duì)于分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目的定義、接入電壓等級(jí)、項(xiàng)目規(guī)模、核準(zhǔn)審批等都作了嚴(yán)格的界定，清晰表明了國(guó)家鼓勵(lì)風(fēng)電分散式開發(fā)的態(tài)度。
目前，狼爾溝風(fēng)電場(chǎng)總裝機(jī)9兆瓦，安裝6臺(tái)1.5兆瓦風(fēng)機(jī)，年利用小時(shí)數(shù)可達(dá)1882小時(shí)，執(zhí)行每度0.61元的風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)。“風(fēng)電場(chǎng)采用兩回10千伏線路送出，6臺(tái)風(fēng)機(jī)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(fù)荷為主，負(fù)荷較為穩(wěn)定，滿足風(fēng)電場(chǎng)上網(wǎng)電量在配電網(wǎng)線路上消納的要求。”丁坤說，6臺(tái)風(fēng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)在兩條外送線路上任意數(shù)量的組合，運(yùn)行過程中可根據(jù)配網(wǎng)線路的實(shí)際負(fù)荷情況來決定風(fēng)機(jī)的出力分配，為當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)起到一定支撐作用。
狼爾溝經(jīng)驗(yàn)
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(fēng)電場(chǎng)在國(guó)家能源局的指導(dǎo)下積極開展接入及運(yùn)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(fēng)電場(chǎng)母線電壓隨風(fēng)機(jī)有功功率直線上升的現(xiàn)象，風(fēng)電屬被動(dòng)式發(fā)電，需要依靠網(wǎng)側(cè)電壓穩(wěn)定風(fēng)電出口側(cè)電壓，但當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)系統(tǒng)相對(duì)較弱，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)功率變化對(duì)系統(tǒng)電壓的影響較為明顯。我們通過對(duì)風(fēng)機(jī)的有功功率及無功功率進(jìn)行解耦控制，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)的AVC(自動(dòng)電壓控制)功能，確保風(fēng)電場(chǎng)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(tuán))公司副總經(jīng)理劉斌也認(rèn)為，狼爾溝風(fēng)電場(chǎng)的接入為西部電網(wǎng)注入了新的電源點(diǎn)，就地平衡負(fù)荷，改善了當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)的電能質(zhì)量。“風(fēng)電場(chǎng)所接入的10千伏線路的供電半徑超過20公里，線路負(fù)荷較大，末端電壓降非常嚴(yán)重，接入點(diǎn)的電壓長(zhǎng)期維持在8.5-9.3千伏之間，電能質(zhì)量較差?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行試驗(yàn)后，通過修改風(fēng)電機(jī)組控制程序，使接入點(diǎn)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(fēng)電接入大大降低了遠(yuǎn)距離輸電造成的能量損耗。“風(fēng)電場(chǎng)投運(yùn)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(jí)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(shí)現(xiàn)了10千伏直供，最近的用戶距電源點(diǎn)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(jì)。”
為防止多臺(tái)風(fēng)機(jī)集中并網(wǎng)可能對(duì)主網(wǎng)系統(tǒng)帶來的影響，狼爾溝風(fēng)電場(chǎng)調(diào)整了控制策略，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)每隔三分鐘一臺(tái)，風(fēng)機(jī)依次逐臺(tái)并網(wǎng)和逐臺(tái)脫網(wǎng)的方式， 并適當(dāng)調(diào)整了風(fēng)機(jī)投切過程的負(fù)荷比，減緩配電網(wǎng)潮流改變的速率。
對(duì)于調(diào)度通信方式，劉斌介紹說，狼爾溝風(fēng)電場(chǎng)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(guó)風(fēng)電消納面臨的根本問題，但為當(dāng)前“焦急”的開發(fā)企業(yè)找到了一個(gè)新的突破口，有利于推動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
作為第一個(gè)也是目前唯一一個(gè)并網(wǎng)的分散式風(fēng)電項(xiàng)目，狼爾溝帶給中國(guó)風(fēng)電業(yè)的啟示值得研究。
個(gè)性化是分散式風(fēng)電項(xiàng)目的最大特點(diǎn)，因此要“因地制宜”，在運(yùn)行的過程中發(fā)現(xiàn)問題解決問題。與集中式風(fēng)電最大的區(qū)別在于，分散式的發(fā)展不僅受制于風(fēng)資源的限制，也受制于當(dāng)?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(fēng)電接入的重要因素。狼爾溝風(fēng)電的接入方式和當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)條件就有鮮明的特點(diǎn)。
丁坤告訴記者：“通過狼爾溝分布式風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)和運(yùn)行，我們對(duì)分散式風(fēng)電場(chǎng)的定義、項(xiàng)目選址、開發(fā)運(yùn)行等有了更加深入的認(rèn)識(shí)。并網(wǎng)前我們預(yù)想到可能會(huì)出現(xiàn)一些問題，但實(shí)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(jìn)一步提高當(dāng)?shù)赜秒姷目煽啃裕覀冞€要邊干邊研究，進(jìn)一步探索論證。”
中廣核風(fēng)電哈密地區(qū)6.9萬(wàn)千瓦分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目日前剛剛獲批，還未正式并網(wǎng)。其相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，參觀狼爾溝風(fēng)電場(chǎng)后最大的感觸就是，分散式風(fēng)電一定要邊做邊研究。目前看來，哈密和狼爾溝兩個(gè)項(xiàng)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(xiàng)目是相對(duì)集中的分散式風(fēng)電開發(fā)模式，風(fēng)電首先接入35千伏變電站后再降壓配送至礦區(qū)等負(fù)荷，而狼爾溝風(fēng)電則相對(duì)分散，6臺(tái)風(fēng)機(jī)發(fā)電直接接入當(dāng)?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(xiàng)目傳遞了這樣一個(gè)重要信息：電網(wǎng)積極接入的態(tài)度，對(duì)分散式風(fēng)電的發(fā)展相當(dāng)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(duì)陜西地電接入態(tài)度的主要描述。在面對(duì)“如何處理分散式風(fēng)電接入和波動(dòng)性對(duì)電網(wǎng)的影響以及保證用戶用電可靠性”這一問題時(shí)，劉斌沒有回避，他表示：“狼爾溝風(fēng)電接入對(duì)我們來說的確是一個(gè)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(fēng)電分散式接入在歐洲能夠做到，隨著項(xiàng)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(dāng)前，新疆、云南、湖南、貴州、浙江等很多省份的分散式風(fēng)電也已經(jīng)“箭在弦上”。陜西狼爾溝之后，如何對(duì)分散式風(fēng)電進(jìn)行合理規(guī)劃，是業(yè)界專家普遍關(guān)心的問題。分散式風(fēng)電接入的實(shí)質(zhì)是提供了一個(gè)新的電源，這個(gè)電源增加了原來的負(fù)荷預(yù)測(cè)和電網(wǎng)運(yùn)行管理難度。以狼爾溝為例，未來，隨著當(dāng)?shù)胤稚⑹斤L(fēng)電繼續(xù)增加，勢(shì)必加劇電網(wǎng)運(yùn)行管理的壓力。
目前，對(duì)于分散式風(fēng)電，國(guó)家能源局在國(guó)家層面整體規(guī)劃，為提高效率簡(jiǎn)化流程將核準(zhǔn)審批權(quán)下方給地方。但如果一個(gè)省內(nèi)的分散式風(fēng)電接入量過大，會(huì)出現(xiàn)電源、電網(wǎng)、負(fù)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(fēng)電消納難題重演。
“分散式風(fēng)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(shí)現(xiàn)共贏。”有業(yè)內(nèi)人士這樣說。
