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并網檢測助風電高質量發展

  2014年至2018年,全國風電發電量由1598億千瓦時增長到3660億千瓦時,發電量占比增長到5.2%。4年間,風電發電量整整增加了一倍多。為保證風電場具有良好的收益,風電開發商需要驗證風電機組的功率特性,并了解風電機組性能;而電網公司通過建設特高壓輸電工程,保障電網安全,促進風電大規模應用。隨著風能資源不斷開發和風電制造業快速發展,嚴格風電產品市場準入標準,完善工程質量監督管理體系,加強產品檢測認證與技術檢測監督,成為行業日益重視的關鍵環節。

  玉門地處甘肅省河西走廊西部,是古絲綢之路重鎮。唐代詩人王之渙的《涼州詞》“羌笛何須怨楊柳,春風不度玉門關”,使玉門聲名遠揚、流傳千古。而現在,玉門是甘肅風電產業的發源地、我國首個千萬千瓦級風電基地的所在地和主戰場、全國重要的新能源示范基地,有“世界風口”之稱。

  5月29日,本報記者隨國網中國電力科學研究院有限公司新能源研究中心(以下簡稱“中國電科院新能源中心”)工作團隊,赴甘肅中電國際橋灣第二風電場深入了解風電場涉網性能改造工作,并針對風電機組是否“電網友好”展開調研。

  行業需求驅動風電檢測技術發展

  “長風幾萬里,吹度玉門關”,早在幾千年前,詩人李白就贊頌過玉門地區大風的狂野和蒼涼。從敦煌機場驅車近3個小時,記者來到中電國際橋灣第二風電場。廣袤的戈壁,風吹石頭跑,黃沙漫天飛,四周滿是棕黃的土丘以及零星的駱駝刺。車輛顛簸間,一臺臺潔白的風機映入眼簾,為蒼茫戈壁帶來生機。

  “一年一場風,從春刮到冬”,甘肅風資源豐富,風電開發具備優越的自然和地理條件,但甘肅本地工業經濟不夠發達,風電很難在本地完全消納,富裕的風電需要通過特高壓直流輸電項目輸送到中東部地區。風電盡管是清潔電力,但風的間歇性、隨機性及風機自身的敏感性對電網的安全運行也造成了較大挑戰。

  “2011年,就是在這片區域,發生了數起風電機組由于不具備低電壓穿越能力而大規模脫網的事故,風電場大規模脫網后導致電網頻率異常波動,嚴重影響電網安全。”中國電科院新能源中心檢測工程師劉旭東告訴記者。

  “這是我國風電產業大干快上、粗放式發展導致的必然結果。”中國電科院新能源中心檢測工程師陳晨補充道,“我國風電機組的技術來源于歐美國家,早期發展階段不掌握核心技術,玉門這個地方風電并網規模大,電網又相對薄弱,電網擾動時風電機組便會脫網,為了解決風電機組因為電網短時故障而大規模脫網的問題,我們配合風電機組制造企業開展風電并網技術研究,提出技術改造方案,并對改造后的機型進行驗證,2012年以后甘肅地區就再也沒有發生過大規模風電脫網事故。”

  “等特高壓輸電項目建成投運后,我們這就不限電了,風機也不用曬太陽了。”風電場工作人員向記者解釋。

  然而,良好的愿景實現起來還面臨新的挑戰。

  據悉,為提高風電消納水平,國家電網 公司建設了數條特高壓輸電項目,將“三北”等地區富裕的風電遠距離輸送到華中、華東等用電量大的地方。

  資料顯示,玉門地區規劃的祁紹特高壓直流輸電項目配套的火電廠等電源規劃被取消或推遲了,而特高壓項目投運前的仿真分析及調試運行時發現,沒有火電廠等常規電源的支撐,特高壓直流換流站在換相失敗等故障期間會產生暫態過電壓,達到額定電壓的1.3倍,而目前大部分風電機組的過電壓保護水平僅為額定電壓的1.1倍。這就意味著,風電在特高壓直流故障引起的暫態過電壓期間存在潛在的大規模脫網風險,特高壓直流輸送大規模風電存在安全隱患。

  為高效解決消納問題,避免特高壓運行的安全風險,風電開發企業、風電制造企業和中國電科院等單位開展了特高壓直流近區風電涉網性能提升工作。風電場發出的清潔電力,通過特高壓直流線路源源不斷的流入華中、華東地區的千家萬戶。

  檢測技術助力風電機組走出國門

  開展風電機組檢測并不是件簡單的事,與其他行業的檢測模式相比,風電檢測門檻極高。首先,檢測的目標是對風電機組在實際運行中表現出的行為能力達到設計與電網要求的程度進行判斷,所有檢測參數指標必須是真實發生的,因此被檢測的風電機組必須已經架裝在風電場或檢測場地中實際運行。

  據統計,截至2018年底,中國電科院新能源中心已完成國內外200多個型號的風電機組并網測試項目,推動了我國多個風電機組制造企業成功打入國際市場,促進了我國風電設備技術水平的提升和風電產業的可持續健康發展。如今,經過新能源中心檢測的風電機組目前已經出口到美國、瑞典、西班牙、澳大利亞等27個國家。

  “海外檢測項目對團隊的外語水平及專業能力的要求較高,每次出國測試工程師都要精心準備,克服時差、飲食、語言等方面的困難,展示專業、高效的測試能力和嚴謹的工作作風,向歐美風電同行介紹國內的風電產業發展情況及具體的標準要求。” 據劉旭東介紹,2013年11月,中國電科院成為國際風電檢測機構組織MEASNET(Measuring Network of Wind Energy Institutes)的會員,這是歐美國家以外首個獲得此資質的風電檢測機構。

  與國際一流檢測機構同臺競技

  “當前,新能源中心可開展的風電檢測項目由兩大部分組成,一是風電機組性能試驗,包括風電機組功率特性、電能質量、噪聲、載荷,針對的是風電機組本體質量。二是風電機組并網檢測,包括風電機組功率控制能力、低電壓穿越能力和電網適應性,針對風電機組是否‘電網友好’。”陳晨解釋道,拿到國際互認資質只是一個起點,走到國際舞臺,最關鍵的是企業手中持有的檢測報告,結果準不準,對方認不認,這才是真正考驗實驗室檢測能力與接軌國際的能力,而檢驗檢測能力與水平的戰場就是國際上先進實驗室間開展的循環比對式的“比武大賽”。

  質量提升,標準先行。為保障風電并網安全,新能源中心主導編制了數十項風電測試領域國家、行業標準。以高、低電壓穿越能力測試標準為例,先后主導GB/T 36995-2018 《風力發電機組故障電壓穿越能力測試規程》、《NB/T 31111-2017風電機組高電壓穿越測試規程》和NB/T 31051-2014《風電機組低電壓穿越能力測試規程》等系列標準。自主研發的高電壓穿越能力裝置采用的阻容升壓原理,也得到了歐美同行的認可,寫入了最新出版的IEC 61400-21-1:2019標準。

  此外,檢測團隊內有多人在國際電工委員會(IEC) TC88標準委員會內任職,在電能質量、故障電壓穿越能力、功率特性等標準的編制過程中獻言獻策,提升了我國在風電國際標準編制過程中的話語權和影響力。

關鍵詞: 區塊鏈, 風電

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并網檢測助風電高質量發展

發布時間:2019-06-21   來源:中國能源報

  2014年至2018年,全國風電發電量由1598億千瓦時增長到3660億千瓦時,發電量占比增長到5.2%。4年間,風電發電量整整增加了一倍多。為保證風電場具有良好的收益,風電開發商需要驗證風電機組的功率特性,并了解風電機組性能;而電網公司通過建設特高壓輸電工程,保障電網安全,促進風電大規模應用。隨著風能資源不斷開發和風電制造業快速發展,嚴格風電產品市場準入標準,完善工程質量監督管理體系,加強產品檢測認證與技術檢測監督,成為行業日益重視的關鍵環節。

  玉門地處甘肅省河西走廊西部,是古絲綢之路重鎮。唐代詩人王之渙的《涼州詞》“羌笛何須怨楊柳,春風不度玉門關”,使玉門聲名遠揚、流傳千古。而現在,玉門是甘肅風電產業的發源地、我國首個千萬千瓦級風電基地的所在地和主戰場、全國重要的新能源示范基地,有“世界風口”之稱。

  5月29日,本報記者隨國網中國電力科學研究院有限公司新能源研究中心(以下簡稱“中國電科院新能源中心”)工作團隊,赴甘肅中電國際橋灣第二風電場深入了解風電場涉網性能改造工作,并針對風電機組是否“電網友好”展開調研。

  行業需求驅動風電檢測技術發展

  “長風幾萬里,吹度玉門關”,早在幾千年前,詩人李白就贊頌過玉門地區大風的狂野和蒼涼。從敦煌機場驅車近3個小時,記者來到中電國際橋灣第二風電場。廣袤的戈壁,風吹石頭跑,黃沙漫天飛,四周滿是棕黃的土丘以及零星的駱駝刺。車輛顛簸間,一臺臺潔白的風機映入眼簾,為蒼茫戈壁帶來生機。

  “一年一場風,從春刮到冬”,甘肅風資源豐富,風電開發具備優越的自然和地理條件,但甘肅本地工業經濟不夠發達,風電很難在本地完全消納,富裕的風電需要通過特高壓直流輸電項目輸送到中東部地區。風電盡管是清潔電力,但風的間歇性、隨機性及風機自身的敏感性對電網的安全運行也造成了較大挑戰。

  “2011年,就是在這片區域,發生了數起風電機組由于不具備低電壓穿越能力而大規模脫網的事故,風電場大規模脫網后導致電網頻率異常波動,嚴重影響電網安全。”中國電科院新能源中心檢測工程師劉旭東告訴記者。

  “這是我國風電產業大干快上、粗放式發展導致的必然結果。”中國電科院新能源中心檢測工程師陳晨補充道,“我國風電機組的技術來源于歐美國家,早期發展階段不掌握核心技術,玉門這個地方風電并網規模大,電網又相對薄弱,電網擾動時風電機組便會脫網,為了解決風電機組因為電網短時故障而大規模脫網的問題,我們配合風電機組制造企業開展風電并網技術研究,提出技術改造方案,并對改造后的機型進行驗證,2012年以后甘肅地區就再也沒有發生過大規模風電脫網事故。”

  “等特高壓輸電項目建成投運后,我們這就不限電了,風機也不用曬太陽了。”風電場工作人員向記者解釋。

  然而,良好的愿景實現起來還面臨新的挑戰。

  據悉,為提高風電消納水平,國家電網 公司建設了數條特高壓輸電項目,將“三北”等地區富裕的風電遠距離輸送到華中、華東等用電量大的地方。

  資料顯示,玉門地區規劃的祁紹特高壓直流輸電項目配套的火電廠等電源規劃被取消或推遲了,而特高壓項目投運前的仿真分析及調試運行時發現,沒有火電廠等常規電源的支撐,特高壓直流換流站在換相失敗等故障期間會產生暫態過電壓,達到額定電壓的1.3倍,而目前大部分風電機組的過電壓保護水平僅為額定電壓的1.1倍。這就意味著,風電在特高壓直流故障引起的暫態過電壓期間存在潛在的大規模脫網風險,特高壓直流輸送大規模風電存在安全隱患。

  為高效解決消納問題,避免特高壓運行的安全風險,風電開發企業、風電制造企業和中國電科院等單位開展了特高壓直流近區風電涉網性能提升工作。風電場發出的清潔電力,通過特高壓直流線路源源不斷的流入華中、華東地區的千家萬戶。

  檢測技術助力風電機組走出國門

  開展風電機組檢測并不是件簡單的事,與其他行業的檢測模式相比,風電檢測門檻極高。首先,檢測的目標是對風電機組在實際運行中表現出的行為能力達到設計與電網要求的程度進行判斷,所有檢測參數指標必須是真實發生的,因此被檢測的風電機組必須已經架裝在風電場或檢測場地中實際運行。

  據統計,截至2018年底,中國電科院新能源中心已完成國內外200多個型號的風電機組并網測試項目,推動了我國多個風電機組制造企業成功打入國際市場,促進了我國風電設備技術水平的提升和風電產業的可持續健康發展。如今,經過新能源中心檢測的風電機組目前已經出口到美國、瑞典、西班牙、澳大利亞等27個國家。

  “海外檢測項目對團隊的外語水平及專業能力的要求較高,每次出國測試工程師都要精心準備,克服時差、飲食、語言等方面的困難,展示專業、高效的測試能力和嚴謹的工作作風,向歐美風電同行介紹國內的風電產業發展情況及具體的標準要求。” 據劉旭東介紹,2013年11月,中國電科院成為國際風電檢測機構組織MEASNET(Measuring Network of Wind Energy Institutes)的會員,這是歐美國家以外首個獲得此資質的風電檢測機構。

  與國際一流檢測機構同臺競技

  “當前,新能源中心可開展的風電檢測項目由兩大部分組成,一是風電機組性能試驗,包括風電機組功率特性、電能質量、噪聲、載荷,針對的是風電機組本體質量。二是風電機組并網檢測,包括風電機組功率控制能力、低電壓穿越能力和電網適應性,針對風電機組是否‘電網友好’。”陳晨解釋道,拿到國際互認資質只是一個起點,走到國際舞臺,最關鍵的是企業手中持有的檢測報告,結果準不準,對方認不認,這才是真正考驗實驗室檢測能力與接軌國際的能力,而檢驗檢測能力與水平的戰場就是國際上先進實驗室間開展的循環比對式的“比武大賽”。

  質量提升,標準先行。為保障風電并網安全,新能源中心主導編制了數十項風電測試領域國家、行業標準。以高、低電壓穿越能力測試標準為例,先后主導GB/T 36995-2018 《風力發電機組故障電壓穿越能力測試規程》、《NB/T 31111-2017風電機組高電壓穿越測試規程》和NB/T 31051-2014《風電機組低電壓穿越能力測試規程》等系列標準。自主研發的高電壓穿越能力裝置采用的阻容升壓原理,也得到了歐美同行的認可,寫入了最新出版的IEC 61400-21-1:2019標準。

  此外,檢測團隊內有多人在國際電工委員會(IEC) TC88標準委員會內任職,在電能質量、故障電壓穿越能力、功率特性等標準的編制過程中獻言獻策,提升了我國在風電國際標準編制過程中的話語權和影響力。

      關鍵詞:電力, 風電


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