截至2018年底，全國(guó)新能源裝機(jī)達(dá)到3.77億千瓦,超過水電成為我國(guó)裝機(jī)容量第二大電源。新能源的快速發(fā)展，為我國(guó)能源轉(zhuǎn)型發(fā)揮了重要作用，但也出現(xiàn)與電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃不協(xié)調(diào)的問題，導(dǎo)致棄風(fēng)限電的出現(xiàn)，國(guó)家電網(wǎng)公司通過建設(shè)特高壓輸電工程，來解決風(fēng)電的消納問題。為深入了解風(fēng)電接入特高壓后如何保證新能源電站和特高壓電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行，記者跟隨中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司新能源研究中心（以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)電科院新能源中心”）風(fēng)電檢測(cè)團(tuán)隊(duì)來到甘肅玉門市中電橋?yàn)筹L(fēng)電場(chǎng)，深入了解風(fēng)電場(chǎng)涉網(wǎng)性能改造工作。
并網(wǎng)檢測(cè)提升消納能力
一川碎石大如斗，隨風(fēng)滿地石亂走，玉門地區(qū)風(fēng)資源非常豐富，素有“世界風(fēng)口”之稱。如果之前提起玉門讓人想到的是蒼涼、毫無生機(jī)的荒漠戈壁，那么現(xiàn)在與戈壁為伴的是一排排、一片片整齊運(yùn)轉(zhuǎn)不息的風(fēng)機(jī)，因?yàn)轱L(fēng)電技術(shù)的發(fā)展，昔日為“害”的風(fēng)，已經(jīng)變成了今日為寶的“能”。
與傳統(tǒng)電源不同，風(fēng)電具有間歇性、波動(dòng)性，會(huì)影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí){電網(wǎng)安全。2011年初，甘肅地區(qū)多次出現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)事故，原因就是風(fēng)電機(jī)組不具備低電壓穿越能力，將電網(wǎng)事故擴(kuò)大化。“為了解決風(fēng)電大規(guī)模脫網(wǎng)的問題，我們配合風(fēng)電機(jī)組制造企業(yè)開展風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)研究，對(duì)改造后的機(jī)型進(jìn)行驗(yàn)證，2012年以后甘肅地區(qū)就再也沒有發(fā)生過大規(guī)模風(fēng)電脫網(wǎng)事故。”新能源中心檢測(cè)工程師陳晨向記者介紹道。
記者到達(dá)風(fēng)電場(chǎng)時(shí)，檢測(cè)團(tuán)隊(duì)兩名成員正在緊張有序的接線，他們正在做風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越抽檢測(cè)試。新能源中心檢測(cè)工程師劉旭東向記者介紹說：“甘肅地區(qū)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模與本地消納能力不匹配，風(fēng)電很難在本地完全消納，富裕的風(fēng)電需要通過特高壓直流輸電項(xiàng)目輸送到中東部地區(qū)。風(fēng)電在特高壓直流故障引起的暫態(tài)過電壓期間存在潛在的大規(guī)模脫網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)，特高壓直流輸送大規(guī)模風(fēng)電存在安全隱患。”
為高效解決消納問題，避免特高壓運(yùn)行的安全風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)電開發(fā)企業(yè)、風(fēng)電制造企業(yè)和中國(guó)電科院等單位開展了特高壓直流近區(qū)風(fēng)電涉網(wǎng)性能提升工作，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
“春節(jié)后，我們就一直在玉門這邊開展高電壓抽檢工作，奔波于各個(gè)檢測(cè)場(chǎng)之間，團(tuán)隊(duì)中有個(gè)一同事甚至春節(jié)后在家只待了十幾個(gè)小時(shí)。”陳晨說道。
因?yàn)轱L(fēng)電場(chǎng)需要建設(shè)在風(fēng)能資源豐富的地方，而這些地方一般地處內(nèi)陸荒原或者沙漠地帶，檢測(cè)工作環(huán)境非常惡劣。 “檢測(cè)團(tuán)隊(duì)成員基本上每人每年出差都在200多天以上。相對(duì)于艱苦的環(huán)境，我們更需要克服的是對(duì)家和親人的思念。”劉旭東向記者介紹道。
但是，既然立志從事新能源檢測(cè)這個(gè)行業(yè)，就得堅(jiān)守下去，他們堅(jiān)信，隨著化石能源消耗的日益加劇，新能源將成為世界能源發(fā)展的潮流，因?yàn)樗P(guān)系到我們共同的綠色家園。通過檢測(cè)可以解決風(fēng)電行業(yè)發(fā)展中面臨的一系列問題，這就是他們堅(jiān)守的價(jià)值所在。
檢測(cè)團(tuán)隊(duì)成立13年以來，一直在開展風(fēng)電機(jī)組的型式試驗(yàn)和并網(wǎng)檢測(cè)，為新能源健康發(fā)展保駕護(hù)航。近年來，大規(guī)模脫網(wǎng)事故發(fā)生的概率大幅度降低，電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性極大提高。
實(shí)現(xiàn)國(guó)際互認(rèn)護(hù)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展
開展風(fēng)電機(jī)組檢測(cè)并不是一件簡(jiǎn)單的事。被檢測(cè)的風(fēng)電機(jī)組必須在風(fēng)電場(chǎng)或檢測(cè)場(chǎng)地中實(shí)際運(yùn)行，檢測(cè)設(shè)備必須能夠模擬各類電網(wǎng)故障，檢測(cè)周期長(zhǎng)、所需風(fēng)況復(fù)雜、設(shè)備造價(jià)昂貴等都是必須面對(duì)的挑戰(zhàn)。此外，還要開發(fā)檢測(cè)系統(tǒng)，幫助風(fēng)機(jī)制造廠家進(jìn)行自主研發(fā)。
我國(guó)風(fēng)電檢測(cè)工作開展較晚，起初采用的標(biāo)準(zhǔn)以IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為主，難以滿足國(guó)內(nèi)風(fēng)電發(fā)展的需求。經(jīng)過十多年的攻關(guān)與實(shí)踐，中國(guó)電科院成立了國(guó)家能源大型風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心，并配套建設(shè)了總占地面積24.6平方公里的張北風(fēng)電試驗(yàn)基地，自主研制了風(fēng)電機(jī)組測(cè)試所需的全部設(shè)備，主導(dǎo)編制了數(shù)十項(xiàng)風(fēng)電測(cè)試領(lǐng)域國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其自主研發(fā)的高電壓穿越能力裝置采用的阻容升壓原理，也得到了歐美同行的認(rèn)可，寫入了最新出版的IEC 61400-21-1:2019標(biāo)準(zhǔn)。
2017年，中國(guó)電科院正式獲得國(guó)際電工委員會(huì)頒發(fā)的證書，成為亞洲首家可再生能源領(lǐng)域認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)風(fēng)電檢測(cè)能力的國(guó)際認(rèn)可度由國(guó)際知名機(jī)構(gòu)內(nèi)的互認(rèn)擴(kuò)展至IEC標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)的互認(rèn)。
在各方的共同努力下，我國(guó)風(fēng)電機(jī)組的性能得到了質(zhì)的提升，大規(guī)模脫網(wǎng)事故發(fā)生的概率大幅度降低，電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性極大提高。國(guó)家能源局最新數(shù)據(jù)顯示，2018年，全國(guó)平均風(fēng)電利用率93%，超過了2018年風(fēng)電利用率88%的目標(biāo)，重點(diǎn)省區(qū)全部達(dá)到了2018年消納目標(biāo)。
如今，中國(guó)電科院的檢測(cè)報(bào)告已經(jīng)成為我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)“走出去”的金字招牌。據(jù)了解，新能源中心為金風(fēng)科技、聯(lián)合動(dòng)力等制造商按照澳大利亞、南非、美國(guó)等多個(gè)國(guó)家的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)完成故障穿越能力測(cè)試項(xiàng)目，出具的測(cè)試報(bào)告及證書得到國(guó)外權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)和電網(wǎng)公司的認(rèn)可。此外，新能源中心還赴西班牙、丹麥、瑞典、波蘭等國(guó)家為西門子、Vestas、GE等制造商開展電能質(zhì)量和低電壓穿越能力測(cè)試檢測(cè)項(xiàng)目，國(guó)際風(fēng)電市場(chǎng)上的“中國(guó)聲音”越來越響亮。
截至2018年底，新能源中心已為國(guó)內(nèi)外200余個(gè)型號(hào)的風(fēng)電機(jī)組提供了技術(shù)研發(fā)與試驗(yàn)服務(wù)，推動(dòng)了我國(guó)多個(gè)風(fēng)電機(jī)組制造企業(yè)成功打入國(guó)際市場(chǎng)，促進(jìn)了我國(guó)風(fēng)電設(shè)備制造水平的提升和我國(guó)風(fēng)電的可持續(xù)發(fā)展。如今，經(jīng)過新能源中心檢測(cè)的風(fēng)電機(jī)組目前已經(jīng)出口到美國(guó)、瑞典、西班牙、澳大利亞、埃塞俄比亞、意大利、土耳其、巴基斯坦、保加利亞、智利等27個(gè)國(guó)家。