截至2018年底，全國新能源裝機達到3.77億千瓦,超過水電成為我國裝機容量第二大電源。新能源的快速發(fā)展，為我國能源轉(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)定安全運行，記者跟隨中國電力科學(xué)研究院有限公司新能源研究中心（以下簡稱“中國電科院新能源中心”）風(fēng)電檢測團隊來到甘肅玉門市中電橋灣風(fēng)電場，深入了解風(fēng)電場涉網(wǎng)性能改造工作。
并網(wǎng)檢測提升消納能力
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、一片片整齊運轉(zhuǎn)不息的風(fēng)機，因為風(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、波動性，會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，嚴(yán)重時甚至?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)電機組脫網(wǎng)事故，原因就是風(fēng)電機組不具備低電壓穿越能力，將電網(wǎng)事故擴大化?！盀榱私鉀Q風(fēng)電大規(guī)模脫網(wǎng)的問題，我們配合風(fēng)電機組制造企業(yè)開展風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)研究，對改造后的機型進行驗證，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。”新能源中心檢測工程師陳晨向記者介紹道。
記者到達風(fēng)電場時，檢測團隊兩名成員正在緊張有序的接線，他們正在做風(fēng)電機組高電壓穿越抽檢測試。新能源中心檢測工程師劉旭東向記者介紹說：“甘肅地區(qū)風(fēng)電裝機規(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，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，避免特高壓運行的安全風(fēng)險，風(fēng)電開發(fā)企業(yè)、風(fēng)電制造企業(yè)和中國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，奔波于各個檢測場之間，團隊中有個一同事甚至春節(jié)后在家只待了十幾個小時。”陳晨說道。
因為風(fēng)電場需要建設(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，檢測工作環(huán)境非常惡劣。 “檢測團隊成員基本上每人每年出差都在200多天以上。相對于艱苦的環(huán)境，我們更需要克服的是對家和親人的思念?！眲⑿駯|向記者介紹道。
但是，既然立志從事新能源檢測這個行業(yè)，就得堅守下去，他們堅信，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，因為它關(guān)系到我們共同的綠色家園。通過檢測可以解決風(fēng)電行業(yè)發(fā)展中面臨的一系列問題，這就是他們堅守的價值所在。
檢測團隊成立13年以來，一直在開展風(fēng)電機組的型式試驗和并網(wǎng)檢測，為新能源健康發(fā)展保駕護航。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)運行的安全穩(wěn)定性極大提高。
實現(xiàn)國際互認(rèn)護航產(chǎn)業(yè)發(fā)展
開展風(fēng)電機組檢測并不是一件簡單的事。被檢測的風(fēng)電機組必須在風(fēng)電場或檢測場地中實際運行，檢測設(shè)備必須能夠模擬各類電網(wǎng)故障，檢測周期長、所需風(fēng)況復(fù)雜、設(shè)備造價昂貴等都是必須面對的挑戰(zhàn)。此外，還要開發(fā)檢測系統(tǒng)，幫助風(fēng)機制造廠家進行自主研發(fā)。
我國風(fēng)電檢測工作開展較晚，起初采用的標(biāo)準(zhǔn)以IEC國際標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為主，難以滿足國內(nèi)風(fēng)電發(fā)展的需求。經(jīng)過十多年的攻關(guān)與實踐，中國電科院成立了國家能源大型風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)（實驗）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)電試驗基地，自主研制了風(fēng)電機組測試所需的全部設(shè)備，主導(dǎo)編制了數(shù)十項風(fēng)電測試領(lǐng)域國家、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，中國電科院正式獲得國際電工委員會頒發(fā)的證書，成為亞洲首家可再生能源領(lǐng)域認(rèn)可實驗室，中國風(fēng)電檢測能力的國際認(rèn)可度由國際知名機構(gòu)內(nèi)的互認(rèn)擴展至IEC標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)的互認(rèn)。
在各方的共同努力下，我國風(fēng)電機組的性能得到了質(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)運行的安全穩(wěn)定性極大提高。國家能源局最新數(shù)據(jù)顯示，2018年，全國平均風(fēng)電利用率93%，超過了2018年風(fēng)電利用率88%的目標(biāo)，重點省區(qū)全部達到了2018年消納目標(biāo)。
如今，中國電科院的檢測報告已經(jīng)成為我國風(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)合動力等制造商按照澳大利亞、南非、美國等多個國家的并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)完成故障穿越能力測試項目，出具的測試報告及證書得到國外權(quán)威認(rèn)證機構(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試檢測項目，國際風(fēng)電市場上的“中國聲音”越來越響亮。
截至2018年底，新能源中心已為國內(nèi)外200余個型號的風(fēng)電機組提供了技術(shù)研發(fā)與試驗服務(wù)，推動了我國多個風(fēng)電機組制造企業(yè)成功打入國際市場，促進了我國風(fēng)電設(shè)備制造水平的提升和我國風(fēng)電的可持續(xù)發(fā)展。如今，經(jīng)過新能源中心檢測的風(fēng)電機組目前已經(jīng)出口到美國、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個國家。