中国电力科学研究院新能源研究中心副主任秦世耀：大规模风电并网技术及改造

 

　　

国电力科学研究院新能源研究中心副主任秦世耀先生

 

　　秦世耀：今天我想跟各位分享风电并网一些新的技术要求的观点，有不当之处还请大家批评指正。主要汇报四部分：

 

　　一、背景与现状。

 

　　近几年来，我国是全球风电规模最大、发展最快的国家，截止2016年底，我国新增风机装机辆2337万千瓦，累计装机达16873万千瓦，这在全球来说都是世界注目的成绩。

 

　　今年上半年国家能源局去美国的时候，在跟他们做智能电网的交流的时候，我在介绍新能源并网的数据，我介绍国家制造业的情况，很多人都说你现在不要再说了，美国人在这方面已经没有办法和中国人来比，现在新增市场30%在中国，产业来说应该是接近一半的产业在中国，所以整体来看，我觉得中国这几年发展成就非常大，但是同时带来的问题也比较多。比如大家现在都关注弃风限电的问题，从电力角度来看风电已经在国内十个省成为第二大电力了，而且从并网数量来说，它的占比也是非常大，所以风电从补充性能源向替代性能源在转变，所以我们不能再把它作为补充性能源来看待，所以要提出技术指标。

 

　　再看一下整个并网的一些运行电力数据方面，我们现在在五个省的新能源并网装机已经超过30%，而且有四个省区我们现在定义了一个名词叫做新能源的穿透率，就是说风电和光伏在大发的时候，风电和光伏的装机与当地的负荷比超过100%，也就是说如果风电光伏在天气非常好，完全大发的时候整个区的电全部由新能源和风电提供，这是一个非常好的案例。我国三北地区高比例新能源电力系统形态已经形成，5省区新能够装机占比30%，4省区新能源穿透率超过100%，受负荷水平与跨区输电能力等因素限制，风电消纳形势不容乐观。

 

　　加强电网互联可扩大新能源发电的消纳范围，目前国家正加速特高压跨区输电通道建设，提升三北地区新能源消纳水平。我国六交五直，特高压跨区输电通道已基本建成，跨区交直流混炼电网形态已基本形成。从现在来看我觉得这几年我们国家特高压建设进度非常快，尤其是今年，今天开工的5·16其实现在基本上到今年年底应该全部建完了，按照现在的进度明年特高压线路也就一条，所以整体来说，我们跟特高压建设是未来2-3年解决新能源的一个重要的手段，如何用好特高压交流，特高压直流，是未来2-3年里解决新能源消纳的一个主要的措施。当然不是唯一措施，一会儿我们要补充一下目前我们国网在整个新能源消纳当中，我们现在感觉做得还是不错的，双向目标基本能够实现，而且按照这个目标来看2020年完全解决弃风限电5%以下还很认可的，在这个下面我们对风电和特高压的工程配套又有什么要求，也是我今天要介绍的重点。

 

　　另外到底新能源和常规的传统的电源到底有什么区别？我在里画了一幅图。传统的发电技术，对于电网稳定性的这些指标，我们觉得新能源和传统能源来说还是有比较大的一些区别。正好前段时间9月份的时候，我也有幸去欧洲调研了一圈，关于在这方面3-5年他们认为未来对新能源的挑战有哪些？欧洲所有行业他们认为未来新能源在电网的主导要发挥的时候，其实它是有一个三步走的，它认为第一步就是我们目前遇到的问题，就是我要占到一定的比例，要解决电压支撑、调频一些要求，我们现在面临这个阶段的问题。第二阶段就是新能源机组不参与系统一次调频，系统备用容量增大，调频压力增大。第三阶段就是新能源机组不参与系统电压调节，功率波动加大了电压稳定的难度。之所以我在这儿花了很大篇幅说这个意思，就是说，其实我们面临的问题和欧洲面临的问题是一样的，但是我们目前面临这个问题我认为，其实欧洲走过了这个阶段，认为是没有问题的，证明有很多成功经验可以吸取。所以大家不用担心，这个问题是有解决方案的，未来我们可以用实际来证明。

 

　　二、风电并网现状与趋势

 

　　这个是最早的输送的一条直流，我们做了一个实验，包括也在现场发生了一些问题，如果在新疆天中直流故障后发生静态过压，就时间它的影响范围非常大，所以我们这次改革和重点其实是围绕特高压进行改造，为什么？就是因为我们在特高压的时候需要有大量的电排出来，但是这个过程非常非常短，但是造成这个问题的影响因素和观念非常大。所以说这个事情我们国家现在特高压建了这么多年以后，是对电网的挑战和考验。

 

　　我们知道确实在制定这个指标的时候也请了很多国内的一些技术专家，也请了发电企业的业主，专门负责电网安全计算的一些专业人士，来进行讨论。就是说你每实现一个指标对应的就是特高压整个风电消纳有多大的空间，带来多大的增值效应，所以这些指标实际上是根据所有的参与方，包括我们的业主单位，整机制造企业；二是充分讨论下来的指标，我们认为现在没有任何的指标。

 

　　这个是IEC标准里面给出的一些测试曲线的要求，这是包括行业标准的一些要求，但是我们目前在120%的时候我们做了一些要求。另外关于耐受方面我们也大概提了一些我们自己的看法，因为这里面很多的我们都是做电控的企业，所以我在这儿也不想再班门弄斧了，但是我觉得我们目前这个实现方案和好多企业在我们这边已经做了一些摸底实验，真正加到风机变流器上面的电压，我们现在看起来是126，从目前来看实际上大家不要认为它确实是增加了成本，实际上我只是控制方式的变化，实际上我把电的压力抓到变压器上。为了行业的发展大家在这方面还是有一个公平的说法，如果说这些方面的指标大家没有达成纸化，可能到最后影响的还是整个行业的发展。

 

　　高穿这块包括主控的改造都已经实现了，目前来说这个是我们比较高穿和低穿的时候这个技术难度，所以低电压穿越是当时解决了。

 

　　另外我想提一下为什么做系统调查的工作，如果这1000万送不出去会造成什么样的影响？打个比方我有1000万发电，我发出2000万，现在我1000万送不出去，我自己有2000万的电量，只有1000万的负荷，剩下1000万的电量怎么办？所有电器就会增加转速，频率就会往上走，对整个电网会造成灾难性的破坏。所以如果有特高压的话，调频也是必须会有的，至少我要在特高压短出故障的时候把功率快速减下来，这样才能保证功率是实施平衡的。因为不能说现在电力系统用不了电，我要储存起来，这么一个电量是储存不起来的。所以总体来看还是靠整个系统层面来想办法解决，所以调频在我们目前这个电力结构情况下，我认为没有调频新能源是发展不起来的。

 

　　接下来我也说说调频这个情况，其实我们国家调频没有起来的根本原因是没有电力市场的辅助服务机制在里面。在欧洲、丹麦、西班牙、英国都有调频电量，只要如果参加调频服务我是给你钱的，包括我们今年东北也增加了这个内容，当时我们设置的时候一度电即使不发我会给你7毛钱的电费，在这种情况下调频的能力完全可以做到，所以从这方面技术层面上我们也跟企业谈这个工作，我觉得这也没问题。但是从调频的思路来说，包括调压，要从整个厂来控制。

 

　　现在国家网信办也在查这个事情，因为前段时间有一个企业有信息安全的漏洞，黑客侵入以后可以造成很多电厂停止供电，对电网有很大的冲击，所以现在国家的层面上对电站的信息安全要求非常高。所以在这方面我们提出一个控制方案，就是说在这里面要跟里面首要的东西完全隔离，二次信息保密性的要求，这里面提出一些指标，大家可以参考一下。

 

　　关于调压方面主要问题还是分散方面更重要一些，因为我们知道目前来说我们这个有很多问题是由于风电SVG和直流电子上面有问题，我们少装SVG降低成本同时也可以提高系统稳定性，在这方面我们认为风电机组提高电压在30%的容量范围内没有任何问题。

 

　　三、风电并网特性改造

 

　　这个工作目前是在整个东北电网配合扎鲁特到青州的特高压的改造工作，目前第一步是对于高穿的要求，未来要求到无功调压包括一次调频的工程。通过这次改造我们发现有很多工作我们觉得实践起来门槛比我预期想象的要简单很多，而且推进的速度比较快。

 

　　四、总结

 

　　给大家展望一下，新能源的发展都是大家非常愿意看到的，包括新能源在电力系统中如果成为一个主导性能源的话，它就应该承担电力系统在目前这个电力系统是一个交流系统的情况下，它就应承担系统的责任和义务，所以我们希望风电在电网的适应性方面还是应该充分挖掘它的潜力。

 

　　最后我还要补充一下，我觉得风电行业走到今天，是到了一个路口，我们对于光伏的发展中我觉得今天尤其需要把整个风电产业链条上面，包括零部件供应商，包括整机业主，包括电网，包括未来的金融机构，我觉得都要在大家通力合作下才能够促进这个行业的发展，如果在发展过程中面临这样那样的问题，还是希望大家能够形成一个合力，解决大家面临的一些问题，我的发言就到这里，感谢大家！