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新能源消納背后:并網技術“一招鮮 吃遍天”過時

時間:2012-08-20

來源:網絡轉載

導語:北極星智能電網在線訊:8月1日上午9點,中國電力科學研究院新能源研究所副所長劉純滿臉憔悴出現在記者面前。凌晨4點才休息的他,依然準時上班。

      北極星智能電網在線訊:8月1日上午9點,中國電力科學研究院新能源研究所副所長劉純滿臉憔悴出現在記者面前。凌晨4點才休息的他,依然準時上班。

      劉純在為新能源發展而忙。隨著我國對新能源日益重視,國家電網公司不斷加大新能源科研力度,一大批科研工作者為此晝夜奮斗。辛勤的努力,收獲了豐碩的成果;成果的廣泛應用,進一步夯實了我國新能源健康發展的基礎。

大量科研成果在全國各地應用

     “新能源領域的許多重要進展、全國許多地區新能源產業的快速發展,都離不開公司科研成果的支持?!眲⒓冋f。

      對于新能源科研工作者來說,吉林是一個值得記憶的地方。在那里,國內首套具有自主知識產權的風電功率預測系統于2008年11月投運,首套風電調度計劃系統于2009年年初建成。這兩套由國家電網公司研制的系統,在實踐中證明了價值:以2011年為例,兩套系統的運用,使吉林電網風電接納能力提高23.91%,約合上網電量47.8億千瓦時,折合年節約標煤量171.6萬噸,減排溫室氣體1.33億噸。

      以吉林電網的試點應用為開端,國家電網公司開始廣泛應用上述成果。在風電調度方面,國家電網公司已建成國調、分調、省調一體化的風電運行實時調度監測網絡,建成覆蓋26個省(區、市)、全部570座風電場的新能源調度監測網絡,實現了風電場與電網互聯互通;在風電預測方面,風電功率預測系統已在15家省級調度機構部署,預測精度達85%,達到國際先進水平。

      風電調度及預測技術只是國家電網公司新能源科技創新成果之一。據統計,近年來,國家電網公司新能源科技研發累計投入40億元,開展了357項科研項目,項目涵蓋風電接入電網技術、風力發電及控制技術、太陽能發電技術等領域。

     目前,國家電網公司掌握了新能源場站級監控技術,開發了綜合監控系統并投入實際運行,實現了新能源可觀測;掌握了功率預測技術并廣泛應用,實現了新能源可預報;攻克了新能源設備并網運行控制核心技術,實現了新能源可控可調。

     國家電網公司對新能源設備制造技術升級,同樣助力頗多。

     李少林是國家能源大型風電并網系統研發(試驗)中心張北風電試驗基地的一名新能源發電裝備檢測技術人員,該基地由國家電網公司投資3.45億元建成。一年中的大多數時間,他都呆在河北張北草原深處,檢測新型風機和光伏逆變器。

     張北風電試驗基地具備功率特性、低電壓穿越、抗干擾能力等8項風電機組特性檢測能力,綜合性能居世界第一。設備廠商可在這里進行風電機組并網性能試驗和技術改造,系統梳理風機電機、控制系統等核心技術環節存在的問題,從而提升產品技術含量。

      基地建成以來,累計開展現場檢測項目222項,完成34家風機廠商、75個機型的風電機組低電壓穿越測試?!斑@里是國家能源局唯一授權的風電并網檢測機構,通過檢測的風電機組,可以放心投入應用。”李少林說。

     “新能源領域的很多進步,都能看到國家電網公司的身影,原因就在于我們超前開展了廣泛的研究創新。雄厚的積累和科研儲備,使成果能夠在諸多領域、在最需要的時候得到應用?!眲⒓冋f,這些成果,使常規電力系統規劃與調度運行技術適應新能源發電運行特性,使新能源試驗檢測體系建立起來,還使新能源設備產品質量不斷提高。

持續技術創新貫穿新能源發展歷程

     目前,國家電網公司在風電、光伏發電等新能源領域,已經建立了較為全面的科技研發體系。不過,體系的建立并非一朝一夕,一項技術成果也不可能“一招鮮,吃遍天”。真正讓成果持續發揮作用的,是持續的技術創新。

      以科技研發在規劃方面的應用為例。2008年,國家電網公司開始研究風電、光伏發電并網規劃問題。如何適應新能源發電具有的波動性、間歇性特點成為一大難題。

      參與研發的遲永寧回憶說,當時我國正處于風電大規模開發初期,技術方法欠缺,歷史數據不足,且我國風電集中式發展與國外分散接入不同,無法照搬國外經驗。在這一背景下,科研團隊開始獨立技術攻關。最終,他們研發出并網仿真分析技術,通過模擬多種環境條件,建立了風電機組等設備模型。一套基于時序仿真的全新的研究方法也被確立。

     “機組模型的建立和研究方法的確立,是我們當時實現的技術突破。它為我們開展電網消納新能源研究提供了手段?!眲⒓冊u價說。目前,他們已為12個省區開展了風電、光伏發電接入電網的適應性研究,每一個研究都與該省區的新能源發展規劃同步展開。

       研究工作沒有就此止步。2010年,科研人員在原有仿真分析技術基礎上,開始研究電源、電網協調優化技術?!霸瓉黻P注的是能接入多少新能源,現在的焦點是如何接納得更多。”劉純說。

      2011年,科研人員再次進行技術提升,將目光瞄向了兩個新的突破點:國際化通用建模和模型驗證技術。這兩項技術一旦實現突破,將大大提升我國新能源領域技術在國際上的影響力。

      低電壓穿越是風電發展中最受關注的技術指標之一。確保設備具備低電壓穿越能力也是科研人員持續創新的重要工作?!暗S著時間推移,我們發現不僅僅要關注低電壓穿越了。”劉純說:“因為風電機組進入低電壓穿越過程后,如果風電場的動態電壓控制性能不好,會使風電集中送出系統產生高電壓。所以,我們又開始研究如何避免低電壓穿越時產生高電壓?!?/p>

      研究自2010年開始,于2011年11月取得突破性成果。今年4月,風電場智能監控系統在河北承德翔風風電場投運。這套系統充分挖掘了風電機組的無功支撐能力,在國內首次實現風電機組無功的毫秒級快速調節,滿足風電場穩態、動態和暫態無功調節要求,至今運行良好。

      7月底,國家電網公司公布了2012年科學技術進步獎擬受獎項目名單。大型風電并網規劃與試驗檢測關鍵技術研究及應用被列為一等獎。申報意見指出:項目成果從風電接入的各個層面推動了風電行業的技術進步和知識產權國有化,促進了風電與電網的和諧發展,有助于保障我國能源安全,應對全球氣候變化,減輕我國二氧化碳等污染物排放壓力,建立我國經濟轉型期新的經濟增長點。

     科研創新成果的經濟社會效益由此清晰可見。

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