为新能源大规模并网探索路径

电力18讯：    　　国家风光储输示范工程自2011年12月25日投运至今，运行状况如何，在破解新能源并网难题方面有何进展……带着一系列问题，近日，记者进行了实地探访。　　目标：　　破解新能源并网难题　　“致力破解新能源并网难题，示范引领新能源产业发展。”一进风光储输示范工程综合楼，记者就看到了这句话。国网新源张家口风光储示范电站有限公司的梁立新说，这既是工程的目的，也是工程的愿景。　　近几年，我国新能源发展迅速，2012年6月，并网风电达5258万千瓦，超过美国跃居世界第一。　　与新能源的蓬勃发展相比，新能源大规模并网形势却不容乐观，面临电力系统调峰、电力系统安全、电能质量三个技术问题：调峰问题是指由于风力不稳，要实现电力平稳输出，需要建设大量的备用容量和调峰电源；电力系统安全是指风电、光伏出力多变和瞬间冲击，影响电网的暂态稳定性及频率稳定性；电能质量则是指新能源大规模并网引起电压水平降低，风机中的电子设备带来谐波污染，影响电能质量。　　显而易见，不解决这些问题，新能源就无法实现可持续的发展。　　破题的重任交到国家电网公司手中。2009年4月，公司启动风光储输示范工程，一期建设风电9.85万千瓦、光伏发电4万千瓦、储能装置2万千瓦。　　工程意义重大，从项目选址可见一斑。工程所在地张北县是河北省日照条件最好的县之一，风电可开发规模达到500万千瓦以上，但当地负荷量较小，电能必须远距离输送至京津唐电网负荷中心。梁立新说：“这些都与我国新能源开发利用的基本特征相符，在破解电网接纳大规模新能源技术难题上具有典型性和代表性。”　　运行：　　联合发电控制系统“掌控全局”　　不同于单纯的发电、输电，风光储输示范工程着力探索一种世界首创的风光储输联合发电运行模式，通过风、光、储的七种组合发电方式，与平滑出力、跟踪计划、系统调频、削峰填谷四种功能的结合，实现多组态、多功能、可调节、可调度的联合发电运行方式。　　整个工程的运行，均在联合发电全景监测与综合控制系统的控制之下。在工程控制中心的中央大屏幕上，风+光和风+光+储两种组合发电方式曲线图对比鲜明。前者中曲线波动幅度较大，后者的波动幅度则明显平缓。“风机和光伏出力波动频繁，曲线波动得比较厉害。但投入了部分储能装置后，出力变平滑了，曲线也相应变得平缓了。通过控制系统，我们可以实时监测风电场和光伏电站的运行情况。风小了，发出的电不足，太阳能就会顶上来，如果还不够，就可以投入适量的储能装置。在风、光条件比较好的情况下，多发的电则会被储能装置吸收。”风机专责朱斯介绍说。　　运行人员吴寒登录联合发电智能全景优化控制系统，点击“风电场监视”目录，页面瞬间一分为二，左侧呈现出小东梁和孟家梁风电场的风机图标，右侧则显示每台风机的相关参数。记者询问：“今天，这些风机运行情况怎么样？”吴寒指着编号为F025的风机图标说：“这台风机是2500千瓦的，它现在的有功功率在2300千瓦至2400千瓦之间波动，情况还不错。” 当天，小东梁的24台风机停运检修。“现在是枯风期，张北这边秋冬风大，我们得让设备在盛风期到来之前保持良好的状态。”吴寒说。　　记者了解到，工程投运至今，联合发电控制系统等科研创新成果第一时间实现了工程化应用，实现风电功率和光伏电站功率的高精度预测，具备了低电压穿越能力……这些都表明：风光储联合发电运行模式可行，为新能源大规模并网探索了一条可行路径。　　效益：　　输送清洁能源与不断创新　　记者采访当天，张北飘起小雨，气温也骤降至十几摄氏度，示范工程发电40余万千瓦时。朱斯告诉记者：“在天气条件好的情况下，这个数值能达到100多万千瓦时，平均有70万~80万千瓦时。”据了解，截至目前，示范工程已累计输送电能4.2亿千瓦时。　　效益并不仅仅体现在电量上。在示范工程这个广阔的平台上，电网企业、新能源装备制造企业和科研院所形成合力，共同攻克新能源并网这个世界性的难题，很多和朱斯一样年轻的科研人员，在这里成长、成熟。朱斯2010年大学毕业后就来到这里，除了日常的风机维护运行工作，他相当一部分时间花在了科研上。朱斯说，工程运行至今，已经具备低电压穿越能力，他们目前正在进行高电压穿越能力试验。　　今年5月，由国网冀北电力有限公司承担编制的公司企业标准《风光储联合发电系统运维系列标准》送审稿通过专家评审，其中涵盖了调试、验收、运行、状态评估、状态检修及技术监督全过程的6个标准，不仅为示范工程运行提供了标准依据，也填补了我国新能源发电运维标准空白。 　　　今年6月开工建设的示范工程二期，将新增风力发电装机容量40万千瓦、光伏发电装机容量6万千瓦和化学储能装置5万千瓦。梁立新说，二期总装机容量是一期的4倍多，等工程完工后，将形成规模效应。根据公司要求，在此基础上，还将产出持续的科研成果，进一步破解大规模新能源集中并网运行技术难题。