“隨著我國新能源的快速發(fā)展，其對電網(wǎng)安全穩(wěn)定的影響日益突出，必須引起我們高度重視。”國家電網(wǎng)調(diào)度控制中心教授級高級工程師裴哲義呼吁。

（來源：微信公眾號能見Kknower ID：Eknower 作者：米小夏）

時隔十年，大基地再次成為中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的焦點。在開發(fā)建設(shè)過程中，當(dāng)千萬千瓦級基地風(fēng)電大規(guī)模并入電網(wǎng)，并網(wǎng)點的電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定對電網(wǎng)安全至關(guān)重要。如何安全穩(wěn)定的接入電網(wǎng)，對開發(fā)企業(yè)、整機商和電網(wǎng)將是一個巨大的考驗。

5月16日，裴哲義與中國電科院電力系統(tǒng)所發(fā)電控制與電網(wǎng)工程實驗室主任李文鋒，清華大學(xué)電機系教授、博導(dǎo)謝小榮，華能集團新能源事業(yè)部技術(shù)管理處處長李國慶，金風(fēng)科技電網(wǎng)技術(shù)總工程師喬元等多位電力并網(wǎng)專家同臺論道，共同探討大基地時代如何決戰(zhàn)風(fēng)電并網(wǎng)。

以下是嘉賓精彩觀點摘要：

國家電網(wǎng)調(diào)度控制中心教授級高級工程師裴哲義：切實重視特高壓輸電條件下風(fēng)電并網(wǎng)的有關(guān)技術(shù)問題

中國能源生產(chǎn)和消費呈逆向分布，大規(guī)模風(fēng)電基地等一次能源集中在西部，而用電負荷集中在中東部，客觀上需要長距離大功率遠送才能把西部豐富的綠色風(fēng)電送到中東部的負荷中心，特高壓直流輸電作為一種有效手段應(yīng)運而生，在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)了能源資源的優(yōu)化配置。但特高壓直流輸電自有的技術(shù)特性也給新能源并網(wǎng)提出了新的要求。

風(fēng)電涉網(wǎng)可能引發(fā)一些問題。例如，新能源機組電網(wǎng)適應(yīng)性不足，不具備高電壓穿越能力，因而存在大規(guī)模脫網(wǎng)的風(fēng)險；新能源高占比下系統(tǒng)頻率和電壓調(diào)節(jié)能力持續(xù)下降；多電力電子設(shè)備交互作用復(fù)雜，振蕩問題凸顯；風(fēng)電頻率耐受及調(diào)節(jié)能力不足。這些都將成為未來大規(guī)模風(fēng)電基地并入電網(wǎng)時的潛在風(fēng)險點。

2020年將發(fā)布新版《風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》。根據(jù)新修訂的標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿），新能源的故障穿越包括低電壓穿越和高電壓穿越，其中低電壓要求為0.2pu，高電壓要求為1.3pu；新能源的頻率適應(yīng)性范圍為48-51.5Hz；新能源可以通過控制去實現(xiàn)慣量響應(yīng)和一次調(diào)頻特性；根據(jù)實際電網(wǎng)需要開展風(fēng)電場并網(wǎng)次/超同步振蕩分析及防控措施專題研究。

為了維護電網(wǎng)安全穩(wěn)定，建議做好以下幾項主要工作：一是要落實《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》相關(guān)要求，不符合強制性標(biāo)準(zhǔn)要求的，依法承擔(dān)民事或刑事責(zé)任；二是加快《風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定（GB/T 19963-2011）》等國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作，指導(dǎo)和促進行業(yè)健康發(fā)展；三是加快完成存量風(fēng)電涉網(wǎng)性能整改工作；四是配套開展無功補償裝置改造；五是不斷提高裝備制造水平。

未來我們面對的一個很大挑戰(zhàn)就是調(diào)節(jié)能力。風(fēng)電和光伏都是波動性能源，它需要調(diào)節(jié)電源，其中儲能是一個很好的選擇。具體到一個電網(wǎng)需要配多少儲能，怎么配儲能，這與當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)情況和配儲能的功能有關(guān)，需要進行論證。但未來新能源場站配置儲能，應(yīng)該是一個方向。

中國電科院電力系統(tǒng)所發(fā)電控制與電網(wǎng)工程實驗室主任李文鋒：大基地風(fēng)電并網(wǎng)必須關(guān)注慣量、電壓、頻率和阻尼控制，才能滿足電網(wǎng)電壓穩(wěn)定要求

新能源發(fā)電正加速由輔助電源向主力電源轉(zhuǎn)變。隨著新能源裝機占比不斷提高，以同步機為主導(dǎo)的網(wǎng)源協(xié)調(diào)特性逐漸向電力電子化特性方向演變。

同時，伴隨特高壓交直流快速發(fā)展，特別是特高壓直流輸電規(guī)模的階躍式提升，系統(tǒng)強直弱交矛盾突出，擾動能量沖擊增大，影響范圍廣，呈現(xiàn)全網(wǎng)一體化特征。

隨著電源和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的變化，電力系統(tǒng)的慣量、電壓、頻率、阻尼控制等基本特性發(fā)生了深刻的變化，在特性認知、穩(wěn)定控制、安全防御等方面，需要在標(biāo)準(zhǔn)上提出新要求，在工程上提出新措施。

就技術(shù)要求而言，新能源場站的電壓和頻率耐受能力原則上與同步發(fā)電機組的電壓和頻率耐受能力一致；含新能源場站應(yīng)具備一次調(diào)頻、快速調(diào)壓、調(diào)峰能力，且應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求；電力系統(tǒng)應(yīng)具備基本的慣量和短路容量支持能力，在新能源并網(wǎng)發(fā)電比重較高的地區(qū)，新能源場站應(yīng)提供必要慣量與短路容量支撐；接入35kV以上電壓等級的分布式電源應(yīng)具備一次調(diào)頻、快速調(diào)壓、調(diào)峰能力，其電壓和頻率耐受能力原則上與同步發(fā)電機組的電壓和頻率耐受能力一致。

此外，應(yīng)研究、實測和建立電力系統(tǒng)計算中的各種元件、裝置及負荷的詳細模型和參數(shù)。計算分析中應(yīng)使用合理的模型和參數(shù)，以保證滿足所要求的精度。計算數(shù)據(jù)中已投運部分的數(shù)據(jù)應(yīng)采用詳細模型和實測參數(shù)，未投運部分的數(shù)據(jù)采用詳細模型和典型參數(shù)。

雙饋機組和直驅(qū)機組在大基地的電壓穩(wěn)定上都能通過自身特點和系統(tǒng)配合，實現(xiàn)系統(tǒng)性能最優(yōu)，滿足大基地條件下的電網(wǎng)電壓穩(wěn)定要求。

隨著未來電網(wǎng)發(fā)展，常規(guī)電源的慣量基本保持在一定水平，只能從新增的新能源來增加。因此，風(fēng)電可以參與調(diào)頻，我國前五大風(fēng)電機組廠家都具有慣量和一次調(diào)頻技術(shù)能力。

清華大學(xué)電機系教授、博導(dǎo)謝小榮：避免次同步振蕩要重視前期風(fēng)險評估

次同步振蕩主要有三大危害。電磁振蕩會造成風(fēng)電機組撬棒電路損壞，危及風(fēng)電場中電氣設(shè)備的正常運行；電磁振蕩會造成機組過電壓/電流，引起保護裝置動作，導(dǎo)致風(fēng)電機組脫網(wǎng)事故的發(fā)生；諧波和間諧波會影響電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量，可能造成風(fēng)電場不能順利并網(wǎng)，從而造成一定的經(jīng)濟損失。

為避免次同步振蕩，建議在電源規(guī)劃和建設(shè)方面，要重視機組選型與控制參數(shù)設(shè)計、風(fēng)電次同步振蕩風(fēng)險評估；要布置必要控保裝備；在大基地投產(chǎn)運行后，要有廣域監(jiān)測、預(yù)警與保護（緊急控制）系統(tǒng)。

從電網(wǎng)側(cè)看，直驅(qū)風(fēng)機以變流器特性為主；雙饋風(fēng)機則約70%是一個異步機，還有約30%是電力電子變流器。

雙饋風(fēng)機對電網(wǎng)的作用有兩個，第一是感應(yīng)發(fā)電機效應(yīng)，這個對次同步振蕩有一點影響。嚴(yán)重時，一個串補輸電系統(tǒng)，雙饋風(fēng)機的感應(yīng)發(fā)電機效益與控制的相互作用，可能會使得風(fēng)險增加。

對于特高壓交流串補場景，雙饋電機的負電阻特性會產(chǎn)生次同步振蕩風(fēng)險。但是對弱電網(wǎng)來講，直驅(qū)和雙饋，都有電力電子的控制，可能都會有次同步振蕩的問題，需要相關(guān)方采取足夠關(guān)注，在技術(shù)改進上采取措施。

所以對風(fēng)電設(shè)備電網(wǎng)接入場景要綜合分析，這其中控制產(chǎn)生的感應(yīng)發(fā)電機效應(yīng)占主導(dǎo)地位，還是由變流器的控制占主導(dǎo)地位？沒有一個標(biāo)準(zhǔn)答案，要根據(jù)具體的系統(tǒng)分析來看。

華能集團新能源事業(yè)部技術(shù)管理處處長李國慶：開發(fā)商需要系統(tǒng)處理平價上網(wǎng)與新導(dǎo)則的雙重要求

從開發(fā)商角度來看，新導(dǎo)則頒布將會進一步提升新能源發(fā)電設(shè)備的電網(wǎng)適應(yīng)性，有利于行業(yè)健康發(fā)展。平價上網(wǎng)政策環(huán)境下，需要在項目的各個環(huán)節(jié)都能夠節(jié)約成本降低造價，要做到從前期資源測試、微觀選址、設(shè)備選型、工程建設(shè)和生產(chǎn)運維全生命流程的科學(xué)管控。

對于占主要成本的主機價格，需要從設(shè)計、制造、運輸、施工等環(huán)節(jié)跟開發(fā)商一起讓主機既符合并網(wǎng)導(dǎo)則的技術(shù)要求，又要讓造價符合平價上網(wǎng)的經(jīng)濟要求。各開發(fā)商的招標(biāo)文件中提出導(dǎo)則技術(shù)要求，主機廠商要快速推進符合并網(wǎng)導(dǎo)則的各種認證試驗工作，才能進入招標(biāo)范圍。提到儲能，建設(shè)電網(wǎng)友好型新能源項目，這是行業(yè)發(fā)展的需要。目前配合新能源電源建設(shè)的儲能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還不完善，接入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、容量比例、新能源加儲能建設(shè)模式的項目經(jīng)濟型平價等還需要技術(shù)和政策的協(xié)調(diào)配合，需要網(wǎng)源設(shè)備等各方通力合作。

金風(fēng)科技電網(wǎng)技術(shù)總工程師喬元：風(fēng)機設(shè)計要有裕量和一定的升級空間

平價上網(wǎng)時代大家越來越重視成本。但是這個賬如果細算下來，為了維持20年全生命周期的安全穩(wěn)定運行，風(fēng)機不能只滿足眼下標(biāo)準(zhǔn)要求來設(shè)計，應(yīng)該預(yù)留一定空間來應(yīng)對未來可能的升級需求。

我認為光伏和風(fēng)電在新能源比例較高的電力系統(tǒng)環(huán)境應(yīng)該參與系統(tǒng)的調(diào)頻，例如像大基地這類場景，新能源電源局部占比較高，如果能夠參與系統(tǒng)調(diào)頻對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定更有意義。

一次調(diào)頻在系統(tǒng)中應(yīng)用，應(yīng)該區(qū)別對待新能源和傳統(tǒng)電源的特點，發(fā)揮各種的優(yōu)勢，就像排兵布陣一樣。以新能源一次調(diào)頻為例，它的特點是響應(yīng)速度快，可以第一時間響應(yīng)系統(tǒng)的頻率變化，彌補傳統(tǒng)電源在一次調(diào)頻方面的響應(yīng)速度，但是要注意到新能源本身源端不受控的問題。所以要揚長避短做到與傳統(tǒng)電源的優(yōu)勢互補，實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的頻率最優(yōu)調(diào)節(jié)。