兩個月之內(nèi)，“低電壓穿越”這一并不為大眾熟知的風(fēng)電技術(shù)名詞頻現(xiàn)報端。就2月24日以來接連發(fā)生的風(fēng)機脫網(wǎng)事故，各家媒體紛紛發(fā)表文章，其口徑也發(fā)生微妙變化。從3月《國家財經(jīng)周刊》依據(jù)電監(jiān)會報告婉轉(zhuǎn)指出“2·24”事故禍起風(fēng)電機組不具備“低電壓穿越”能力，到上周《南方周末》刊文表示“新國標(biāo)”或為單方面標(biāo)準(zhǔn)，風(fēng)電企業(yè)在事故報告中“集體失聲”有玄機，一場關(guān)于事故和標(biāo)準(zhǔn)的“羅生門”正在上演。那么，近期發(fā)生的事故究竟有何未披露的細(xì)節(jié)？風(fēng)電企業(yè)該不該、又能不能承受“新國標(biāo)”中低電壓穿越標(biāo)準(zhǔn)之重呢？本報記者展開了調(diào)查?！ ?/p>
52天內(nèi)的升級
4月17日同樣發(fā)生在甘肅酒泉的事故前后持續(xù)達(dá)10分鐘之久，損失出力1006.2兆瓦（100.62萬千瓦），較“2·24事故”脫網(wǎng)風(fēng)機和損失出力均增加約兩成。
一波未平，一波又起。
繼2月24日甘肅酒泉發(fā)生風(fēng)電機組大規(guī)模脫網(wǎng)事故之后，國家電監(jiān)會5月5日再次通報4月發(fā)生在酒泉和河北張家口兩起大規(guī)模風(fēng)機脫網(wǎng)事故。
據(jù)電監(jiān)會通報，4月17日，甘肅某風(fēng)電場電纜頭短路事故帶來的系列反應(yīng)造成702臺風(fēng)電機組相繼脫網(wǎng)，損失出力占事故前酒泉地區(qū)風(fēng)電出力的54.17％，并將整個西北電網(wǎng)主網(wǎng)的頻率拉低。同日，河北張家口某風(fēng)電場箱式變壓器發(fā)生短路事故，引起的系列反應(yīng)造成644臺風(fēng)機相繼脫網(wǎng)，損失風(fēng)電出力占事故前張家口地區(qū)風(fēng)電出力的48.5%，同樣波及華北電網(wǎng)主網(wǎng)。
相比當(dāng)時被稱為“迄今最大的一起風(fēng)機脫網(wǎng)”的“2·24事故”，電監(jiān)會此次并未提及后兩次脫網(wǎng)事故的規(guī)模和持續(xù)時間，而一位知情人士向《中國能源報》記者透露，4月17日同樣發(fā)生在甘肅酒泉地區(qū)的事故前后持續(xù)達(dá)10分鐘之久，損失出力1006.2兆瓦（100.62萬千瓦），較“2·24事故”脫網(wǎng)風(fēng)機和損失出力均增加約兩成。短短52天之內(nèi)，“最大風(fēng)機脫網(wǎng)事故”的記錄又被刷新。
另據(jù)知情人士透露，其實2月24日之后，酒泉地區(qū)在4月3日、4月17日、4月24日和4月25日(兩起事故）又相繼發(fā)生了5次類似事故。而4月25日的一起事故可能更加嚴(yán)重。
“風(fēng)電對電網(wǎng)穩(wěn)定性的負(fù)面影響已經(jīng)開始集中顯現(xiàn)。事故后果是嚴(yán)重的。因為哪怕很短暫的頻率波動也會讓一些向電網(wǎng)購電的制造企業(yè)生產(chǎn)出大量廢品，更何況還有對電網(wǎng)和風(fēng)機本身的沖擊。”中國電科院一位簽頭起草風(fēng)電并網(wǎng)“新國標(biāo)”的人士對本報記者表示。中國電科院也是國內(nèi)風(fēng)機低電壓穿越測試的主導(dǎo)單位。
“4月17日事故中，一個值得注意的因素是風(fēng)電裝機規(guī)模較2月24時有所增長，那天風(fēng)也比較大，出力也多。”另一位國家電網(wǎng)部人士對本報記者解釋。
“低電壓穿越”
被上升為“首要問題”
電監(jiān)會報告指出，三起事故的起因都是電網(wǎng)設(shè)備故障，但是風(fēng)機多數(shù)不具備低電壓穿越能力是事故擴大的主因，也是當(dāng)前風(fēng)電發(fā)展過程中存在的“首要問題”。
事故與規(guī)模“比翼齊飛”，而從電監(jiān)會兩度嚴(yán)詞通告，到國家能源局5月9日下發(fā)《關(guān)于酒泉風(fēng)電基地建設(shè)有關(guān)要求的通知》(國能新能【2011】145號)點剎酒泉風(fēng)電建設(shè)，決策層“整風(fēng)”決心躍然。但是同時發(fā)生在張家口的事故暴露出，盡管事故頻發(fā)有地方治理不善的因素，風(fēng)機脫網(wǎng)已然成為全國性問題。
“比較巧的是兩起比較大的脫網(wǎng)都在酒泉地區(qū)，而且誘因都是電纜頭短路。”施耐德電氣中國智能電網(wǎng)、新能源首席專家楊俊乾對本報記者表示，酒泉的電網(wǎng)負(fù)荷低，比較薄弱，事故容易被觸發(fā)，此時風(fēng)機的低電壓穿越功能就面臨考驗。
低電壓穿越是指電網(wǎng)故障或擾動引起風(fēng)電場并網(wǎng)點電壓跌落時，在一定電壓跌落的范圍內(nèi)，風(fēng)電機組能夠不間斷地并網(wǎng)運行，直到電壓恢復(fù)如常，從而維持電網(wǎng)穩(wěn)定。低電壓穿越之所以重要，是因為負(fù)荷穩(wěn)定對電網(wǎng)至關(guān)重要，一個負(fù)荷的切除可能產(chǎn)生更大的擾動從而讓事故進(jìn)入惡性循環(huán)。
電監(jiān)會出具的報告也應(yīng)證了這一點，報告指出，三起事故的起因都是電網(wǎng)設(shè)備故障，但是風(fēng)機多數(shù)不具備低電壓穿越能力是事故擴大的主因，也是當(dāng)前風(fēng)電發(fā)展過程中存在的“首要問題”。
楊俊乾指出，雖然酒泉地去事故多發(fā)，但是一旦有同樣的誘因（短路導(dǎo)致的低電壓），很難保證類似的事故不會在其他地區(qū)重演。
本報記者隨后致電了一些風(fēng)電企業(yè)，這些企業(yè)均表示他們目前生產(chǎn)的機組具備低電壓穿越能力，之所以出事是因為“機組老舊”和“風(fēng)電場改造未完成”等因素。但據(jù)本報記者測算，4月17日脫網(wǎng)風(fēng)機的平均功率為1.43兆瓦，而根據(jù)中國可再生能源協(xié)會風(fēng)能專業(yè)委員會的資料，我國風(fēng)電機組的平均功率突破1.4兆瓦也就是2010年左右的事，因此不難看出這批風(fēng)機恐怕并不能稱為“老舊”。
中國可再生能源協(xié)會風(fēng)能專業(yè)委員會秘書長秦海巖對本報記者表示，其實單純實現(xiàn)“低電壓穿越”并不是什么技術(shù)難題，幾次事故脫網(wǎng)的大部分機組也都具備該功能，只是當(dāng)時因處于調(diào)試期，這項功能并未啟動。
楊俊乾則認(rèn)為，雖然某些機型的確通過了電科院的低電壓穿越測試，但并不代表每臺機組都能滿足同樣的要求。
“不是我們不達(dá)標(biāo)，是標(biāo)準(zhǔn)不夠合理”
“比起電網(wǎng)，我們的話語權(quán)太小了，所以責(zé)任都往我們頭上推。”
“不能否認(rèn)有部分機型通過了低電壓穿越實驗，但是在機組上沒有體現(xiàn)。其實說白了，是錢的問題。”一位近年進(jìn)入中國市場的國外風(fēng)電場運營商對本報記者表示。
瑞銀證券董事、電氣行業(yè)分析師戴駿對本報記者表示，采用直驅(qū)永磁技術(shù)的風(fēng)電機組由于本身具備離網(wǎng)的自我保護功能，低電壓穿越改造技術(shù)簡單，成本較小。而一些采用其它技術(shù)路線的機組可能會面臨高昂的改造成本。
“因為這不是加一個模塊就解決的，之中很復(fù)雜。比如你加進(jìn)了電阻，就要考慮散熱，牽一發(fā)而動全身，是個系統(tǒng)工程，也是風(fēng)機設(shè)計時要考慮的因素。”戴駿說。
來自中國風(fēng)能協(xié)會可再生能源專業(yè)委員會的數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)市場上近八成的風(fēng)機都不是直驅(qū)永磁型，按戴駿的說法，這意味著近八成風(fēng)機的改造難度較大。
據(jù)戴駿測算，如果按照每臺風(fēng)機增加45萬元改造成本來計算，一臺1.5兆瓦的風(fēng)機成本將上升10%。而一位國內(nèi)排名前三的風(fēng)電運營商對本報記者表示，由于近年嚴(yán)重的棄風(fēng)現(xiàn)象，已經(jīng)使得風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的利潤率由最高時的12%以上下降到10%以內(nèi)，關(guān)鍵設(shè)備成本10%的增加對他們無疑是不小的包袱。
然而，原因僅此而已嗎？隨著記者采訪的深入，事情的另一方面也呈現(xiàn)出來。
“花不花錢是一回事，該不該花是另一回事。不是我們達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，是標(biāo)準(zhǔn)不夠合理。我們本來就對新國標(biāo)很有意見。”“2·24事故”之后，一位風(fēng)電業(yè)人士急切地對本報記者表示，“電監(jiān)會的事故報告也幾乎全部把板子打在設(shè)備商身上。撇開電網(wǎng)自身的短路故障不說，第一次電網(wǎng)低電壓時，是有一批機組沒有實現(xiàn)低電壓穿越，但是之后繼電保護為什么沒有及時啟動？為什么又高電壓了？高電壓也是我們的責(zé)任嗎？再有，我們國家的低電壓穿越標(biāo)準(zhǔn)借鑒了歐美的標(biāo)準(zhǔn)，可是這些國家的風(fēng)電消納都接近網(wǎng)端，而我們是大風(fēng)電基地，遠(yuǎn)距離傳輸。改造都要花錢，那是要求每臺機組‘穿越’更具經(jīng)濟性，還是風(fēng)電場和電網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃無功補償更具經(jīng)濟性？比起電網(wǎng)，我們的話語權(quán)太小了，所以責(zé)任都往我們頭上推。”
對此，電力系統(tǒng)專家、中科院院士周孝信對本報記者表示，電網(wǎng)比較強的時候系統(tǒng)對無功補償?shù)囊蟛⒉桓?，而電網(wǎng)弱時則相反。“國外的風(fēng)機電壓跳了不一定會升到那么高，但是電網(wǎng)比較弱引起電壓波動是必然的。”他表示，在風(fēng)機脫網(wǎng)之后，由于負(fù)載被切除，電網(wǎng)電壓會波動，如果想抗擾動，的確可以在電網(wǎng)側(cè)加一些無功補償?shù)脑O(shè)備，也可以在風(fēng)電場做一些無功補償。
“‘由誰來補’很重要，因為其實要單純地實現(xiàn)‘低電壓穿越’不脫網(wǎng)很簡單，難的是實現(xiàn)‘低電壓穿越’標(biāo)準(zhǔn)中對‘風(fēng)機不脫網(wǎng)的同時還要發(fā)送無功功率’的要求，這一塊要求高了對成本影響很大。”秦海巖對本報記者表示。他還提出，其實幾起事故之后出現(xiàn)了高電壓的情況，可能和無功補償過量造成“容性無功倒送”有關(guān)，也就是說，沒有針對性地一味提高機組“低電壓穿越”要求可能反而會對電網(wǎng)造成更大的擾動。
是電網(wǎng)的問題還是機組的問題？從國外的經(jīng)驗可以窺見一斑，同時擁有電網(wǎng)和風(fēng)電業(yè)務(wù)的法國電氣企業(yè)阿爾斯通集團的智能電網(wǎng)解決方案部副總裁Laurent Schmitt對本報記者表示，其實，目前歐洲對風(fēng)機的低電壓穿越能力也并沒有強制性的要求，主要是因為“低電壓部分不好控制，不好測量。而在很多風(fēng)電比例沒有達(dá)到20%的地區(qū)，風(fēng)電并沒有對電網(wǎng)造成很強的擾動。”
而前述國外風(fēng)電場運營商對本報記者表示：“我認(rèn)為這個標(biāo)準(zhǔn)沒什么好討價還價的，并網(wǎng)的門檻是重要的。打個比方，就像酒后駕車很危險，我可以在馬路上設(shè)置隔離帶來減輕這種危險。但不是說所有喝了酒的司機都能開車上路。”
冰山一角的背后
每一項并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定都是設(shè)備商、風(fēng)電場業(yè)主和電網(wǎng)三方的博弈，而且各地都有各地的特殊性。
其實，各方推諉的背后恰恰是我國風(fēng)電并網(wǎng)所遇的一些困境。
一方面是風(fēng)電的投資沖動和電網(wǎng)的動力不足。
“雖然國家電網(wǎng)在很多問題上是很強勢，但是我認(rèn)為在風(fēng)電并網(wǎng)這個問題上他們有苦衷。”一位南方電網(wǎng)的人士對本報記者表示。她表示，雖然可再生能源電價附加將風(fēng)電與火電收購電價的差額補貼給了國家電網(wǎng)，但是并沒有考慮兩者質(zhì)量的差異。“風(fēng)電的發(fā)電小時數(shù)肯定小于火電，那么鋪設(shè)線路的利用率就低，其投資回報率也低，更不要說還要再加上強化電網(wǎng)的二次設(shè)備。電網(wǎng)也是企業(yè)，也要接受經(jīng)濟指標(biāo)的考核，有什么動力去做這件事呢？”
而一位海外的風(fēng)電專家告訴本報記者，國內(nèi)和國外風(fēng)電接入很明顯的差別是電網(wǎng)對風(fēng)電場的選擇權(quán)和風(fēng)電接入項目的建設(shè)周期。他表示，在國外，電網(wǎng)如果認(rèn)為風(fēng)電場達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，可以選擇不參與項目，但是在國內(nèi)，“風(fēng)電場達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，地方政府也壓著電網(wǎng)公司接入。”同時，國外一個風(fēng)電場從規(guī)劃到接入至少三到五年的時間，而國內(nèi)常常一年就完成了。
“中國風(fēng)資源豐富的地方都是電網(wǎng)設(shè)施薄弱的地方，如果不進(jìn)行電網(wǎng)的強化，接入了也是流于形式，而實現(xiàn)不了經(jīng)濟性。必須要讓電網(wǎng)公司有自主權(quán)來決定接入還是不接入，而不是國家指令性地說要全額收購，因為硬性地強調(diào)電網(wǎng)公司是否執(zhí)行，電網(wǎng)公司不得不執(zhí)行，不得不接入，就難免流于形式。”他說。
多位受訪專家對記者表示，我國電網(wǎng)目前主干道式的結(jié)構(gòu)也決定了其對繼電保護的要求更高，因為“分布式的系統(tǒng)其風(fēng)險是分散的，反之風(fēng)險則是疊加的。”
另一方面是全國統(tǒng)一規(guī)劃的缺乏。
一些風(fēng)電人士對三起事故之后，電監(jiān)會發(fā)布的《關(guān)于切實加強風(fēng)電場安全管理 有效遏制大規(guī)模風(fēng)電機組脫網(wǎng)事故頻發(fā)的通知》中要求做好的六方面工作表示不滿，稱風(fēng)電入網(wǎng)過程中的抗擾動是一個系統(tǒng)工程，但是《通知》中僅強調(diào)機組的低電壓穿越和電場的無功補償功能，卻沒有涉及電網(wǎng)改造的部分。
而來自英國的風(fēng)電專家余健博士表示，這種說法確有其合理性。要求每臺機組具備何種程度的低電壓穿越功能，以及在接入端或電網(wǎng)裝無功補償?shù)哪K的確是一個值得通盤考量的問題。“也許在接入點做補償模塊并不一定比在其他地方由電網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃要好，但是現(xiàn)在全國缺乏一個統(tǒng)一的規(guī)劃。要電網(wǎng)集中消納這個提法并不現(xiàn)實。”所以盡管國情不同，中國只能參考國際通用標(biāo)準(zhǔn)，也就是“誰污染誰治理”。據(jù)悉，余健所在的公司自2007年就和國網(wǎng)開始了入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)方面的合作。
而Laurent Schmitt對本報記者表示，在哪個環(huán)節(jié)補償最合適是一個值得全球風(fēng)電產(chǎn)業(yè)思考的問題。“每一項并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定都是設(shè)備商、風(fēng)電場業(yè)主和電網(wǎng)三方的博弈，而且各地都有各地的特殊性。連同時開展風(fēng)電和電網(wǎng)業(yè)務(wù)的阿爾斯通也常常為此‘部門打架’。但要真正解決這個問題，全局的視角十分重要。”
除此之外，還有經(jīng)驗問題。
周孝信對本報記者表示，我國以前在類似問題上的經(jīng)驗并不多，因此，風(fēng)機脫網(wǎng)事故還需要電網(wǎng)、發(fā)電企業(yè)和設(shè)備商共同探索解決方案。
據(jù)悉，目前國家電網(wǎng)正在對沒有出事故的電纜頭全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題全部更換。而電科院正在組織對風(fēng)電機組的低電壓穿越能力進(jìn)行抽查，也得到了相關(guān)各方的大力配合。
一位發(fā)電企業(yè)的人士對本報記者表示：“我們目前有三個項目正在投運，已經(jīng)把部分風(fēng)機拆下來送到電科院排隊等待接受檢查了。”他說，“不管抗擾動的問題最終在哪個環(huán)節(jié)解決，既然招標(biāo)文件中寫入‘低電壓穿越’了，那它就是一條底線。”
