能力君:国家电网公司全力支持服务新能源发电并网,但新能源并网有一些技术上的困难是怎么克服的?
李明:任何一种形式的能源,必须在安全可靠、持续稳定的前提下为经济社会发展提供持续可靠的动力。但是,风能和太阳能等新能源发电目前还无法达到这一标准。由于目前电力无法实现大规模存储,电力系统的发电、用电过程必须保持一个动态平衡的状态,电力系统的电压、电流、频率才能保持恒定。而风能、太阳能等新能源发电的共同特点是随机性和波动性,这一特性对于对电力系统安全稳定运行造成冲击,当电力系统内并入的新能源越多,占比越大,这种风险就越大。一般认为,一个地区的电网中,并网的风电、光伏发电等新能源电力占比不应超过20%,才能保证电力系统的安全稳定运行。随着新能源产业的蓬勃发展,这一数字不断被刷新。2015年6月,甘肃发电总装机4412万千瓦,新能源装机占比接近40%。欧美风电机组是分散接入电网,发电量就地消纳,对电网安全稳定的冲击并不显著。中国的新能源发电有着集群式、远距离输送的特点,对电网的威胁远大于分散式入网的新能源发电方式。2011年甘肃酒泉连续发生4次风电机组大规模风机脱网事故,引起了国家能源局的高度关注。事故主要原因是风机不具备低电压穿越能力,不符合国家电网公司的并网标准。按照国家能源局要求,2011年以来开展的风电场低电压穿越改造,就是要提高风电的安全运行水平。
甘肃风电2011年,国家电网公司对风电场电气系统典型设计进行了进一步修改和完善。近年来,国网甘肃电力一直致力于新能源的并网控制技术的研发,这些技术措施逐步实现了对风电的闭环控制、实时智能调度以及风火协调机制。2015年4月,由国网甘肃电力牵头承担的国家863项目——“风电场、光伏电站集群控制系统与开发”通过了科技部验收。这项课题建成了覆盖甘肃省的新能源并网管控体系,具备覆盖河西走廊100个风电场(1500万千瓦)和100个光伏电站(500万千瓦)的控制能力,多项性能指标均达到了世界领先水平。通俗地讲,新能源集群控制系统就是把酒泉地区的所有风电场和太阳能电站看作是一个整体,通过风功率预测、远程调节控制等技术,实现酒泉地区的新能源像常规电源一样平稳发电。经过制造商、新能源发电企业和电网企业的共同努力,国内的新能源产业不仅在单机制造技术上向国际水平看齐,而且在大规模新能源的运行管理方面超越欧美。