風(fēng)力發(fā)電裝機容量的不斷擴大，使得風(fēng)電占所在電網(wǎng)的比例也隨之增加。眾所周知，風(fēng)能具有高度的隨機波動性與間歇性，所以大容量的風(fēng)電接入會對電力供需平衡、電力系統(tǒng)的安全，以及電能質(zhì)量帶來諸多嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。“電網(wǎng)友好”這一概念一經(jīng)提出，立即得到風(fēng)電行業(yè)乃至全社會的普遍關(guān)注。我們邀請到北京光耀電力自動化有限公司總工程師肖志東先生，為我們解讀“電網(wǎng)友好型”風(fēng)電場中的幾大關(guān)鍵詞。

　　關(guān)鍵詞一：風(fēng)功率預(yù)測

　　關(guān)鍵詞解讀：風(fēng)電場的功率波動會對地區(qū)電網(wǎng)運行產(chǎn)生一定影響，主要是功率波動帶來的電壓變化問題。因此，應(yīng)積極開展風(fēng)功率預(yù)測研究，尤其是超短期預(yù)測。盡早向電力系統(tǒng)調(diào)度部門提供必要信息，便于系統(tǒng)調(diào)度，進一步提高風(fēng)電的接人能力。

　　專家點評：在國內(nèi)市場上，研究風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)的單位主要有中國電科院、國家氣象局、清華大學(xué)、華北電力大學(xué)、IBM北京研究院等，相關(guān)技術(shù)也都取得了一些現(xiàn)場應(yīng)用。但目前，現(xiàn)場應(yīng)用的系統(tǒng)最多作為參考而沒有被認(rèn)可。盡管個別省份電力部門曾經(jīng)下發(fā)風(fēng)電場限期必須安裝風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)的文件，但風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)并沒有得到大規(guī)模推廣。

　　專家解析：風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)技術(shù)的關(guān)鍵是對于風(fēng)電場氣象信息的預(yù)測。目前來看，對于風(fēng)電場氣象信息預(yù)測的精度都不夠高，或不能滿足電力調(diào)度部門對風(fēng)電調(diào)度的要求。

　　實際上，對于風(fēng)電場氣象信息的預(yù)測可以分步開展。因為從大尺度范圍來看，有些時候氣象的變化是很符合我們已知的規(guī)律的，因此預(yù)測風(fēng)電場氣象信息不是所有時間都不準(zhǔn)。比如，冬天西伯利亞寒流對內(nèi)蒙古地區(qū)的影響規(guī)律性就很強。

　　基于以上認(rèn)識，可以將對于風(fēng)電場氣象信息的預(yù)測結(jié)果劃分為不同等級，也就是劃分為不同的準(zhǔn)確率。對于準(zhǔn)確性高的，電力調(diào)度部門就依據(jù)風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)的結(jié)論對風(fēng)電進行調(diào)度；對于準(zhǔn)確性不夠高的，電力調(diào)度部門就不依據(jù)風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)的結(jié)論對風(fēng)電進行調(diào)度而只作參考。也就是說，風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)不但要預(yù)測結(jié)果，同時要給出準(zhǔn)確率指標(biāo)。

　　除了技術(shù)手段，電力調(diào)度部門還可以將責(zé)任推到風(fēng)電場運營方。規(guī)定風(fēng)電場運營方必須對風(fēng)功率預(yù)測結(jié)果負(fù)責(zé)，如果預(yù)測不準(zhǔn)將會受到經(jīng)濟制裁。逼迫風(fēng)電場運營方尋找好的風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)，而不是單純壓低價格。這樣，風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)的開發(fā)單位就有動力和資金不斷提高技術(shù)水平，進而提高風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)的預(yù)測精度。在強力需求的牽引下，中國的風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)水平不斷提高，最后走在了世界前列，進而向國外推廣，這也是一種可能的狀況。

　　關(guān)鍵詞二：遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)控制

　　關(guān)鍵詞解讀：一般來講，遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)能將各風(fēng)電場不同類型的風(fēng)力發(fā)電機、變電站電能計量設(shè)備、氣象信息等運行數(shù)據(jù)實時傳送到控制中心。集中處理可以大幅提高風(fēng)電運行管理水平，并對風(fēng)電企業(yè)壓縮運行成本起到極大作用。

　　專家點評：中國現(xiàn)已安裝的風(fēng)力發(fā)電機都是在國外應(yīng)用產(chǎn)品的背景下開發(fā)出來的，對于中國的電網(wǎng)狀況和大規(guī)模甚至超大規(guī)模風(fēng)電場群的應(yīng)用考慮不多。針對國家即將發(fā)布的風(fēng)電場接入電網(wǎng)的規(guī)范，風(fēng)機控制系統(tǒng)要主動適應(yīng)。哪家企業(yè)先適應(yīng)這個規(guī)范，哪家企業(yè)的風(fēng)機就會在新一輪洗牌過程中擴大市場份額。

　　專家解析：新的風(fēng)電場接入電網(wǎng)規(guī)范會推動風(fēng)機控制系統(tǒng)從風(fēng)電場角度去考慮問題。從風(fēng)電場角度去考慮，只滿足于低電壓穿越遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還要能夠很容易地實現(xiàn)有功功率調(diào)節(jié)和無功功率調(diào)節(jié)，并將其作為常態(tài)。同時，還要避免有功功率的陡升和陡降，并對影響電能質(zhì)量的閃變和諧波進行控制等等。當(dāng)然，只就單臺風(fēng)機的控制未免狹隘，要將變壓器調(diào)節(jié)、無功補償裝置調(diào)節(jié)、儲能裝置的運行、風(fēng)向變化對風(fēng)機微觀布局的影響、物聯(lián)網(wǎng)傳感器感知的小尺度風(fēng)的瞬時變化等因素通盤考慮。

　　由于風(fēng)電場都建在偏遠(yuǎn)地區(qū)，實現(xiàn)現(xiàn)場無人值守、少人值班的遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制是大勢所趨。風(fēng)機的狀態(tài)信息對于風(fēng)電場的遠(yuǎn)程監(jiān)控非常重要，即哪些處于正常、哪些帶病運行、哪些即將出故障，以便于及時安排檢修和維護。另外，從風(fēng)電場角度考慮的最佳狀態(tài)和單個風(fēng)機自身的最佳狀態(tài)也不一定相同。

　　  新聞鏈接

　　大唐新能源赤峰公司東山風(fēng)場通過東北電網(wǎng)有限公司技術(shù)評審，被授牌命名為“電網(wǎng)友好型”風(fēng)電場，成為國內(nèi)首個獲此殊榮的風(fēng)電場。

　　風(fēng)電上網(wǎng)最大的問題就是上網(wǎng)不穩(wěn)定，因此電網(wǎng)對它的接納能力受到很大限制。大唐新能源公司以東山風(fēng)場為試點，聯(lián)合中國電科院、東北電網(wǎng)公司等單位，經(jīng)過一年多的技術(shù)研發(fā)，在11項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面實現(xiàn)了突破和創(chuàng)新，較好地解決了上網(wǎng)不穩(wěn)定的技術(shù)難題。“電網(wǎng)友好型”風(fēng)電場在技術(shù)方面的突破，重點表現(xiàn)在低電壓穿越、風(fēng)功率預(yù)測和有功無功遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)三個方面。

　　業(yè)內(nèi)人士分析，如果全國4000多萬千瓦的風(fēng)機都采用這種技術(shù)的話，每年將多發(fā)電280多億度，相當(dāng)于又增加一個三峽。

　　小貼士

　　何為“電網(wǎng)友好型”風(fēng)電場？

　　與普通風(fēng)電場相比，“電網(wǎng)友好型”風(fēng)電場具有三個特點：一是風(fēng)機具有有功無功調(diào)節(jié)和低電壓穿越能力，確保電網(wǎng)發(fā)生波動時風(fēng)機不解列；二是風(fēng)電場擁有風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)，能夠完成風(fēng)電場48小時內(nèi)的短期功率預(yù)測和15分鐘至4小時的超短期功率預(yù)測；三是集中優(yōu)化配置有功功率和無功功率控制系統(tǒng)，實現(xiàn)風(fēng)機的遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)控制。

　　小貼士

　　“電網(wǎng)友好型”風(fēng)電場建設(shè)為自動化產(chǎn)品帶來哪些新機遇？

　　建設(shè)“電網(wǎng)友好型”風(fēng)電場，對風(fēng)機的要求勢必嚴(yán)格，那種完全以風(fēng)機為中心的思想要改變，而希望風(fēng)電場綜合控制最佳。這樣，對自動化產(chǎn)品的需求更大、要求更高。比如風(fēng)電場各個環(huán)節(jié)的保護、不同環(huán)節(jié)的信息融合、包括SVC和儲能控制的綜合控制系統(tǒng)等，對風(fēng)電場的工控機需求會擴大，對通信的可靠性要求更高。另外，微觀風(fēng)況的監(jiān)測和風(fēng)機狀態(tài)監(jiān)測，需要大量傳感器，并進一步組成物聯(lián)網(wǎng)。——北京光耀電力自動化有限公司總工程師  肖志東