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“電網(wǎng)友好型”風(fēng)電場(chǎng)關(guān)鍵詞解讀

2025China.cn   2011年01月27日
        風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量的不斷擴(kuò)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(jī)波動(dòng)性與間歇性,所以大容量的風(fēng)電接入會(huì)對(duì)電力供需平衡、電力系統(tǒng)的安全,以及電能質(zhì)量帶來(lái)諸多嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?!半娋W(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(huì)的普遍關(guān)注。我們邀請(qǐng)到北京光耀電力自動(dòng)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(chǎng)中的幾大關(guān)鍵詞。

  關(guān)鍵詞一:風(fēng)功率預(yù)測(cè)

  關(guān)鍵詞解讀:風(fēng)電場(chǎng)的功率波動(dòng)會(huì)對(duì)地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生一定影響,主要是功率波動(dòng)帶來(lái)的電壓變化問(wèn)題。因此,應(yīng)積極開(kāi)展風(fēng)功率預(yù)測(cè)研究,尤其是超短期預(yù)測(cè)。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(jìn)一步提高風(fēng)電的接人能力。

  專家點(diǎn)評(píng):在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上,研究風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的單位主要有中國(guó)電科院、國(guó)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(chǎng)應(yīng)用。但目前,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的系統(tǒng)最多作為參考而沒(méi)有被認(rèn)可。盡管個(gè)別省份電力部門曾經(jīng)下發(fā)風(fēng)電場(chǎng)限期必須安裝風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的文件,但風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)并沒(méi)有得到大規(guī)模推廣。

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

  實(shí)際上,對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)氣象信息的預(yù)測(cè)可以分步開(kāi)展。因?yàn)閺拇蟪叨确秶鷣?lái)看,有些時(shí)候氣象的變化是很符合我們已知的規(guī)律的,因此預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)氣象信息不是所有時(shí)間都不準(zhǔn)。比如,冬天西伯利亞寒流對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)的影響規(guī)律性就很強(qiáng)。

  基于以上認(rèn)識(shí),可以將對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)氣象信息的預(yù)測(cè)結(jié)果劃分為不同等級(jí),也就是劃分為不同的準(zhǔn)確率。對(duì)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(cè)系統(tǒng)的結(jié)論對(duì)風(fēng)電進(jìn)行調(diào)度;對(duì)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(cè)系統(tǒng)的結(jié)論對(duì)風(fēng)電進(jìn)行調(diào)度而只作參考。也就是說(shuō),風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)不但要預(yù)測(cè)結(jié)果,同時(shí)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(chǎng)運(yùn)營(yíng)方。規(guī)定風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)方必須對(duì)風(fēng)功率預(yù)測(cè)結(jié)果負(fù)責(zé),如果預(yù)測(cè)不準(zhǔn)將會(huì)受到經(jīng)濟(jì)制裁。逼迫風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)方尋找好的風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng),而不是單純壓低價(jià)格。這樣,風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)單位就有動(dòng)力和資金不斷提高技術(shù)水平,進(jìn)而提高風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的預(yù)測(cè)精度。在強(qiáng)力需求的牽引下,中國(guó)的風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)水平不斷提高,最后走在了世界前列,進(jìn)而向國(guó)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(lái)講,遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)能將各風(fēng)電場(chǎng)不同類型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)、變電站電能計(jì)量設(shè)備、氣象信息等運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到控制中心。集中處理可以大幅提高風(fēng)電運(yùn)行管理水平,并對(duì)風(fēng)電企業(yè)壓縮運(yùn)行成本起到極大作用。

  專家點(diǎn)評(píng):中國(guó)現(xiàn)已安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)都是在國(guó)外應(yīng)用產(chǎn)品的背景下開(kāi)發(fā)出來(lái)的,對(duì)于中國(guó)的電網(wǎng)狀況和大規(guī)模甚至超大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)群的應(yīng)用考慮不多。針對(duì)國(guó)家即將發(fā)布的風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)的規(guī)范,風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)要主動(dòng)適應(yīng)。哪家企業(yè)先適應(yīng)這個(gè)規(guī)范,哪家企業(yè)的風(fēng)機(jī)就會(huì)在新一輪洗牌過(guò)程中擴(kuò)大市場(chǎng)份額。

  專家解析:新的風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)規(guī)范會(huì)推動(dòng)風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)從風(fēng)電場(chǎng)角度去考慮問(wèn)題。從風(fēng)電場(chǎng)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(shí)現(xiàn)有功功率調(diào)節(jié)和無(wú)功功率調(diào)節(jié),并將其作為常態(tài)。同時(shí),還要避免有功功率的陡升和陡降,并對(duì)影響電能質(zhì)量的閃變和諧波進(jìn)行控制等等。當(dāng)然,只就單臺(tái)風(fēng)機(jī)的控制未免狹隘,要將變壓器調(diào)節(jié)、無(wú)功補(bǔ)償裝置調(diào)節(jié)、儲(chǔ)能裝置的運(yùn)行、風(fēng)向變化對(duì)風(fēng)機(jī)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(shí)變化等因素通盤考慮。

  由于風(fēng)電場(chǎng)都建在偏遠(yuǎn)地區(qū),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守、少人值班的遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制是大勢(shì)所趨。風(fēng)機(jī)的狀態(tài)信息對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控非常重要,即哪些處于正常、哪些帶病運(yùn)行、哪些即將出故障,以便于及時(shí)安排檢修和維護(hù)。另外,從風(fēng)電場(chǎng)角度考慮的最佳狀態(tài)和單個(gè)風(fēng)機(jī)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(chǎng)通過(guò)東北電網(wǎng)有限公司技術(shù)評(píng)審,被授牌命名為“電網(wǎng)友好型”風(fēng)電場(chǎng),成為國(guó)內(nèi)首個(gè)獲此殊榮的風(fēng)電場(chǎng)。

  風(fēng)電上網(wǎng)最大的問(wèn)題就是上網(wǎng)不穩(wěn)定,因此電網(wǎng)對(duì)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(chǎng)為試點(diǎn),聯(lián)合中國(guó)電科院、東北電網(wǎng)公司等單位,經(jīng)過(guò)一年多的技術(shù)研發(fā),在11項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面實(shí)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?!半娋W(wǎng)友好型”風(fēng)電場(chǎng)在技術(shù)方面的突破,重點(diǎn)表現(xiàn)在低電壓穿越、風(fēng)功率預(yù)測(cè)和有功無(wú)功遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)三個(gè)方面。

  業(yè)內(nèi)人士分析,如果全國(guó)4000多萬(wàn)千瓦的風(fēng)機(jī)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(gè)三峽。

  小貼士:何為“電網(wǎng)友好型”風(fēng)電場(chǎng)?

  與普通風(fēng)電場(chǎng)相比,“電網(wǎng)友好型”風(fēng)電場(chǎng)具有三個(gè)特點(diǎn):一是風(fēng)機(jī)具有有功無(wú)功調(diào)節(jié)和低電壓穿越能力,確保電網(wǎng)發(fā)生波動(dòng)時(shí)風(fēng)機(jī)不解列;二是風(fēng)電場(chǎng)擁有風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng),能夠完成風(fēng)電場(chǎng)48小時(shí)內(nèi)的短期功率預(yù)測(cè)和15分鐘至4小時(shí)的超短期功率預(yù)測(cè);三是集中優(yōu)化配置有功功率和無(wú)功功率控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)控制。

  小貼士:“電網(wǎng)友好型”風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)為自動(dòng)化產(chǎn)品帶來(lái)哪些新機(jī)遇?

  建設(shè)“電網(wǎng)友好型”風(fēng)電場(chǎng),對(duì)風(fēng)機(jī)的要求勢(shì)必嚴(yán)格,那種完全以風(fēng)機(jī)為中心的思想要改變,而希望風(fēng)電場(chǎng)綜合控制最佳。這樣,對(duì)自動(dòng)化產(chǎn)品的需求更大、要求更高。比如風(fēng)電場(chǎng)各個(gè)環(huán)節(jié)的保護(hù)、不同環(huán)節(jié)的信息融合、包括SVC和儲(chǔ)能控制的綜合控制系統(tǒng)等,對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的工控機(jī)需求會(huì)擴(kuò)大,對(duì)通信的可靠性要求更高。另外,微觀風(fēng)況的監(jiān)測(cè)和風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè),需要大量傳感器,并進(jìn)一步組成物聯(lián)網(wǎng)

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