国际合作弥补软肋 风电并网有望更安全高效

图为测风仪器安装现场

近几年，我国风力发电经历了“井喷式”的发展。2009年，我国新增风电装机10129台，新增装机容量13.8GW，超过美国排名全球第一；累计装机容量连续4年实现翻番。不过，在实际运营中，我国风力发电仍存在功率预测不精准、国家标准缺失、整体规划不协调等诸多问题。
为了学习风电先进国家的经验和技术，中国政府开始寻求国际合作。2006年，中国和丹麦两国政府正式启动了可再生能源技术援助项目——中丹风能发展(简称WED)项目。据WED项目办主任董路影女士介绍，该项目将东北三省作为其实施区域，项目指导委员会由国家能源局、商务部和丹麦大使馆组成，国家发改委能源所下设的项目办公室负责项目的协调、管理与监督。截至目前，该项目已顺利完成了所有预定任务。

风资源评估取得成果

俗话说：“天有不测风云。”风能是一种极不稳定的资源，风向和风速的不稳定性给风电并网带来了很大的困难。所幸，在大自然面前，不同国度是完全平等的，那些在风力发电领域领跑的国家面临着跟我们同样的问题，他们在风电功率预测的研究方面已经积累了大量的经验。作为风力发电占全国电力供应20%%的丹麦，其经验无疑是值得我们借鉴的。
风速变化1米/秒，听起来变化并不大，但对于一个大型风电场来说就意味着发电量的剧烈波动。根据WED项目办公室提供的资料，对丹麦国家电网来说，1米/秒的风速变化能引起350兆瓦风力发电功率的波动。丹麦国家电网公司的工作人员介绍，该公司控制中心要时刻保持对未来24小时内风机发电量预测的更新，该公司每天会从3个不同的气象预报公司分别接收4次天气预报。根据收集到的这些数据，丹麦国家电网就可以判断风力变化会对风机产生怎样的影响，以及分析这些变化对整个电力系统带来的影响。
在我国，国家气象部门也参与到了风电功率预测的工作之中。中国气象局风能太阳能资源评估中心副主任杨振斌在接受《中国电子报》记者采访时表示：“风电功率预测包括两个方面的内容，一方面是风场的预报，即预测风的走向、强度等等，这是气象部门应该承担的工作；另一方面，在这样的风场之下要预估风电机组能发多少电，这就是电力部门的任务了。”
“在东北三省进行风资源评估是WED项目的一个子项。”董路影表示，“中国气象局与丹麦瑞索(RISO)国家实验室进行合作，开展风资源评估的相关工作，学习和掌握微尺度及中尺度、WASP模型的使用方法，这些方法已经应用在中国已开展的400个测风网点项目当中。同时，我们还建立了风能资源数据库，编制了风资源数据地图，并将掌握的方法在全国进行推广和使用。”
“在RISO实验室的帮助下，WED项目利用丹麦的先进技术，把东北三省的风资源评估工作落到了实处。”杨振斌说。
在丹麦，对风电功率的预测是与市场化的电价联系在一起的。丹麦电网采取绿色电力优先并网的原则，风电的价格被设置为市场上最低价格。记者了解到，北欧电力交易中心根据未来24小时的电力供需预测情况，逐小时给出电力报价。当风力发电量超过丹麦用电需求时，市场电价会下降，而当发电量超过整体用电量时，最终结算价格可能跌到零。与丹麦相比，中国在可再生能源的市场化方面的确还需要虚心学习。

国家标准年底将颁布

国家标准的缺失是我国风电大规模并网的另一个障碍。在欧洲，很多国家制定了严格的风电入网技术规范和管理规范，只有风力发电机组满足这些规范的要求，才能允许其发的电接入电网。
“在我国风力发电刚起步的时候，我们从国外引进了风电设备；但在引进设备的过程中，国内厂商往往只注重基本的发电功能，一些先进的技术，比如电压控制技术、抗扰动的低电压穿越技术反而没有引进。因此，风电并网以后，给电网带来了很多问题。”中国电力科学研究院新能源研究所副总工程师迟永宁在接受《中国电子报》记者采访时表示，“最近两年，通过国内风电设备厂家的自主研发，已经在技术上取得了一些突破，目前我们已经完成了低压穿越的第一次测试。”
据董路影主任介绍，在WED项目的支持下，中国电力科学研究院在东北三省进行电网吸纳风电能力的研究。在学习丹麦先进的风电并网经验的基础上，结合东北三省的实际情况，建立了评价风电并网的方法，并分析了大规模风电与电网之间的相互影响。通过这些研究，中国电力科学研究院修订了现有的风电并网导则并准备将其升级为国家标准，这个新标准将在今年年底颁布。“制定风电入网标准，以规范风电市场，保证风机质量，确保电网安全，将对保证电网稳定、安全地运行起到非常重要的作用。这也是WED项目主要的工作内容之一。”董路影说。
“尽管WED项目是在东北地区实施的，但通过这个项目所获得的经验，对全国各地的风电运营都是有实际意义的。”迟永宁说，“我们制定的新标准，将有助于提高风电本身的水平，对于保证整个电网的安全是有好处的。同时，我们在报告中也提出了一些加强电网的建议和电源优化的建议。”

风电规划有模板可依

风电场的规划和电网的规划步调不一致是困扰我国风电发展的又一大难题。迟永宁说：“在国外，风电领域的投资者对并网的条件是非常关注的，他们投资之前要看并网以后能不能确保电力输送出去、选择的机型能不能满足电网的要求；而国内很多企业往往只关注风资源。事实上，电网的输电能力、电网的强度等因素都与开发成本息息相关。由于电网建设没有跟上，因此很多风电场在运行之后出现了许多问题。”
“在风电规划方面，WED项目取得的一个成果就是开发了符合中国国情的风电场可行性研究报告的标准模板。”董路影表示，“这个模板吸取了国际先进经验，不仅注重风资源的评估，而且加强了在环境、节能和风险分析等方面的内容。由于其可以使预测的风力发电量更贴近实际情况，该可行性研究报告的模板对中国新建风电项目具有科学的参考价值。目前，该模板已经在全国范围内推广。”
除此之外，WED项目也致力于风能知识的传播和人才的培训。“理念、技术和知识的传播也是中丹风能发展项目不可或缺的部分。”董路影说。据她介绍，在项目实施过程中，WED项目办公室组织了一系列培训班、研讨会和宣传活动并参与一些重要的论坛和展览。培训项目还编写了供大学使用的新能源教材和职业技术培训材料，此举不仅使中丹风能发展项目的研究和技术成果被更为广泛地认知和应用，而且让发展可再生能源的重要意义和有效成果在各行各业以及中国公众中深入人心，促进中国可再生能源的科研、应用、传播的队伍不断发展壮大。