大量運行實踐提醒我們,對接入電網的風電機組和風電場進行包括低電壓穿越在內的接入系統測試,才能保證風電機組和風電場滿足并網技術規定要求、保證電網安全穩定運行。
新國標對風電接入系統測試的要求
國家標準《風電場接入電力系統技術規定》(GB/T19963-2011)要求當接入同一并網點的風電場裝機容量超過4萬千瓦,需要向電力系統調度機構提供風電場接入電力系統測試報告;累計新增裝機容量超過4萬千瓦,需要重新提交測試報告;風電場在申請接入電力系統測試前需向電力系統調度機構提供風電機組及風電場模型、參數和控制系統特性等資料;風電場接入電力系統測試由具備相應資質的機構進行,并在測試前30日將測試方案報所接入地區的電力系統調度機構備案;風電場應當在全部機組并網調試運行后6個月內向電力系統調度機構提供有關風電場運行特性的測試報告。
同時要求對如下內容進行測試:風電場有功/無功控制能力測試;風電場電能質量測試,包含閃變與諧波;風電機組低電壓穿越能力測試;風電場低電壓穿越能力驗證;風電機組電壓、頻率適應性測試;風電場電壓、頻率適應能力驗證。 我國已完全具備風電接入系統測試能力
國家能源大型風電并網系統研發(實驗)中心已建成包括移動檢測能力和張北風電試驗基地在內的全部風電檢測試驗能力。移動檢測能力于2009年底建設完成,張北試驗基地2010年12月建成并投入使用,可實現對風電機組并網特性及參數的試驗檢測,包括風電機組電能質量、有功功率/無功功率調節能力、低電壓穿越能力和頻率適應性等。也具備根據國家能源行業標準 《風電場電能質量檢測規程》對并網運行的風電場開展電能質量和功率調節檢測的能力。另外,基于風電機組及風電場建模技術開展的風電場低電壓穿越能力的驗證,可確保并網運行風電場滿足標準要求。
我國風電接入系統測試現狀
風電接入系統測試包括風電機組測試和風電場測試兩個層面,我國風電接入系統測試經過幾年的發展,風電機組并網檢測能力有很大提升,風電機組并網檢測量有巨大增長。截至2012年9月12日,已完成81個風電機組機型的低電壓穿越能力測試,數量超過其他國家全部測試數量之和;其他項目的檢測也全面開展,包括風電機組電能質量、功率調節能力、電網適應性等測試。風電機組一致性評估技術作為現場測試的有效補充,自2011年底開展以來,已經累計完成36個機型的風電機組低電壓穿越一致性評估。隨 著更多風電機組制造商掌握風電機組建模方法,風電機組一致性評估技術將發揮更大作用。根據國外風電發達國家的經驗,對于某些無法在現場開展風電場并網特性測試的項目,需要在風電場建模的基礎上開展特性評估,因此,在一定意義上,風電機組一致性評估技術為開展風電場并網特性評價奠定了基礎。
風電場層面,部分項目可以直接在風電場并網點進行檢測,如風電場電能質量、風電場功率調節能力等。但是風電場低電壓穿越能力、風電場電壓適應能力、風電場頻率適應能力等項目,由于受到安全和檢測條件等方面的限制,無法直接在風電場并網點進行檢測。
目前采用的方法是開展風電場并網特性的仿真評價:一是對風電機組進行測試,保證風電機組具備低電壓穿越能力等特性;二是對風電場進行建模和仿真,其中風電場模型要包括驗證后的風電機組模型和風電場電氣設備模型,并考慮風電場集電線路的影響等;三是利用仿真方法對風電場進行特性評價。
由于我國風電場并網特性檢測沒有強制要求,一直進展緩慢,目前僅有幾個風電場按照標準開展了風電場功率控制能力和電能質量測試,風電場并網特性的仿真評價工作基本上尚未開展。
(作者分別系中國電科院新能源研究所所長、中國電科院新能源研究所高級顧問、電力規劃設計總院規劃研究中心高工)