“風(fēng)光”并網(wǎng)需破技術(shù)瓶頸

由國(guó)家財(cái)政部、科技部、國(guó)家能源局和國(guó)家電網(wǎng)公司聯(lián)合推出的“金太陽(yáng)示范工程”首個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目——國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程即將全面竣工。這是目前世界上規(guī)模最大，集風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能及輸電工程四位一體的可再生能源項(xiàng)目。在工程全面竣工前夕，本報(bào)記者走進(jìn)工程現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)地感受了這一工程對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)作用。

12月14日，距北京300多千米，河北省張家口市張北縣國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程工地上，氣溫已下降到零下25攝氏度，五六級(jí)的大風(fēng)夾雜著沙塵如刀鋒般一陣陣地在臉上劃過(guò)，又冷又疼。不過(guò)，不停轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片帶著勃勃生機(jī)打破了張北草原在嚴(yán)冬的沉寂，一排排光伏電池板組成數(shù)個(gè)巨大的方陣吸引著來(lái)訪者的目光，而技術(shù)人員正冒著嚴(yán)寒對(duì)國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程進(jìn)行最后的系統(tǒng)及聯(lián)合調(diào)試。很快，張北草原將升起綠色能源支撐的“金太陽(yáng)”。

新能源發(fā)展面臨挑戰(zhàn)

在能源需求越來(lái)越大的時(shí)代，轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式，推動(dòng)傳統(tǒng)能源的清潔高效利用，加快發(fā)展新能源和可再生能源已經(jīng)成為我國(guó)未來(lái)能源發(fā)展的基調(diào)，預(yù)計(jì)到“十二五”末，我國(guó)非化石能源在一次能源消費(fèi)中的比重將達(dá)到11.4%，其中風(fēng)能和太陽(yáng)能是新能源利用的主力軍。

我國(guó)風(fēng)能、太陽(yáng)能資源潛力巨大，發(fā)展迅速。預(yù)計(jì)到2020年，風(fēng)電裝機(jī)將超過(guò)1.5億千瓦，太陽(yáng)能發(fā)電達(dá)2000萬(wàn)千瓦。但相關(guān)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí)，也面臨著亟待解決的迫切問題。

今年2月24日，甘肅酒泉風(fēng)電基地598臺(tái)風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)。4月17日，甘肅瓜州15個(gè)風(fēng)電場(chǎng)702臺(tái)機(jī)組脫網(wǎng)。同一日，在河北張家口，國(guó)華佳鑫風(fēng)電場(chǎng)644臺(tái)風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)。時(shí)隔8天的4月25日，酒泉風(fēng)電基地再次發(fā)生事故，上千臺(tái)風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)。

這些事故都是因?yàn)椴环€(wěn)定的風(fēng)能、太陽(yáng)能電力對(duì)電力系統(tǒng)的沖擊造成的，不僅對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行造成危害，對(duì)快速發(fā)展的新能源產(chǎn)業(yè)也猶如當(dāng)頭一棒。我國(guó)太陽(yáng)能、風(fēng)能資源富集地區(qū)與主要負(fù)荷中心逆向分布的基本國(guó)情，決定了我國(guó)風(fēng)電開發(fā)以大規(guī)模集中開發(fā)、遠(yuǎn)距離高壓輸送為主，光伏發(fā)電接入電網(wǎng)呈現(xiàn)出大規(guī)模集中接入與分布式接入并舉的特點(diǎn)，新能源電力的大規(guī)模集中并網(wǎng)無(wú)疑將給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。其中主要面臨著三個(gè)技術(shù)問題：風(fēng)電、光伏出力的反調(diào)節(jié)性和有效預(yù)測(cè)困難，對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)峰提出了巨大的挑戰(zhàn)，新能源大規(guī)模并網(wǎng)要求建設(shè)大量的備用容量和調(diào)峰電源;風(fēng)電、光伏出力多變和瞬間沖擊，影響電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性及頻率穩(wěn)定性;風(fēng)電、光伏并網(wǎng)產(chǎn)生的電壓波動(dòng)、閃變以及諧波導(dǎo)致電能質(zhì)量難以滿足用戶需求。

突破瓶頸的示范工程

面對(duì)這些問題，我國(guó)風(fēng)電和光伏產(chǎn)業(yè)具備了較強(qiáng)的工業(yè)化生產(chǎn)能力，但尚未完全形成獨(dú)立自主的設(shè)計(jì)能力，并網(wǎng)特性、控制技術(shù)與并網(wǎng)要求存在較大差距。

在這種形勢(shì)下，2009年4月29日，財(cái)政部、科技部、國(guó)家能源局以及國(guó)家電網(wǎng)公司共同召開“金太陽(yáng)工程”協(xié)調(diào)會(huì)。國(guó)家電網(wǎng)公司積極響應(yīng)國(guó)家“金太陽(yáng)工程”要求，提出了“以點(diǎn)帶面，點(diǎn)面結(jié)合，在華北或西部地區(qū)規(guī)劃建設(shè)1至2個(gè)100兆瓦級(jí)標(biāo)志性示范項(xiàng)目”，拉開了“國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程”建設(shè)的大幕。國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程位于國(guó)家千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地之一的河北張家口壩上張北地區(qū)，是目前世界上規(guī)模最大的集風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能及智能調(diào)度輸電工程四位一體的大規(guī)模新能源友好并網(wǎng)的綜合示范項(xiàng)目。工程規(guī)劃建設(shè)50萬(wàn)千瓦風(fēng)電場(chǎng)，10萬(wàn)千瓦光伏發(fā)電站和11萬(wàn)千瓦儲(chǔ)能裝置。一期工程建設(shè)風(fēng)電10萬(wàn)千瓦、光伏發(fā)電4萬(wàn)千瓦和儲(chǔ)能2萬(wàn)千瓦，配套建設(shè)一座220千伏智能變電站。國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程一期工程平均每年發(fā)電2.6億千瓦時(shí)，每年降低約9.36萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的消耗，減少約18萬(wàn)噸二氧化碳排放。

國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程建成后將成為國(guó)內(nèi)智能化運(yùn)行水平最高、運(yùn)行方式最為靈活多樣的新能源示范工程。工程的建設(shè)將帶動(dòng)風(fēng)電和光伏發(fā)電相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)，促進(jìn)風(fēng)電、光伏并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)定的出臺(tái)，促進(jìn)國(guó)家新能源產(chǎn)業(yè)又好又快向前發(fā)展。