國家電監(jiān)會(huì)日前發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)風(fēng)電安全工作的意見》，對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)相關(guān)工作提出明確要求。中國電力科學(xué)研究院新能源研究所專家就此撰寫文章，呼吁進(jìn)一步完善風(fēng)電并網(wǎng)檢測。

　　隨著風(fēng)電的快速發(fā)展，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響日益顯現(xiàn)，這也對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢測工作提出了更高要求。國家電監(jiān)會(huì)近日發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)風(fēng)電安全工作的意見》，明確了風(fēng)電企業(yè)、電力調(diào)度機(jī)構(gòu)和并網(wǎng)檢測機(jī)構(gòu)等單位在風(fēng)電并網(wǎng)管理中的職責(zé)，對(duì)風(fēng)電場并網(wǎng)安全性評(píng)價(jià)、風(fēng)電場并網(wǎng)檢測、風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行管理等方面工作提出了要求。

　　由中國電力科學(xué)研究院負(fù)責(zé)運(yùn)維的國家能源大型風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心，是國家能源局授權(quán)的全國首家具備風(fēng)電并網(wǎng)檢測能力的風(fēng)電檢測機(jī)構(gòu)。依據(jù)該機(jī)構(gòu)的風(fēng)機(jī)檢測經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，筆者認(rèn)為，還應(yīng)進(jìn)一步規(guī)范和完善風(fēng)電并網(wǎng)檢測。

　　風(fēng)電場并網(wǎng)環(huán)節(jié)存在隱患

　　隨著風(fēng)電裝機(jī)在電力系統(tǒng)中所占的比例不斷增長，風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)的影響從局部電網(wǎng)逐漸擴(kuò)大到主網(wǎng)。近年來，風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)事故時(shí)有發(fā)生，隨著風(fēng)電并網(wǎng)容量的增大，這種影響日趨嚴(yán)重。一個(gè)風(fēng)電場集電系統(tǒng)中常見的小故障或附近電網(wǎng)短路故障引起的系統(tǒng)電壓波動(dòng)，就會(huì)造成大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)。如果這種故障趨勢(shì)持續(xù)發(fā)展下去，將會(huì)導(dǎo)致局部電網(wǎng)瓦解，甚至擴(kuò)大為大面積停電事故。因此，通過加強(qiáng)風(fēng)電場并網(wǎng)管理等手段，提高風(fēng)電安全工作具有十分重要的意義。

　　目前，從設(shè)計(jì)、建設(shè)及并網(wǎng)運(yùn)行各個(gè)環(huán)節(jié)，風(fēng)電并網(wǎng)安全性均存在一定的問題，而這些問題的累積造成了大面積脫網(wǎng)事故的發(fā)生。

　　以去年多次發(fā)生的風(fēng)電大面積脫網(wǎng)事故為例，其發(fā)生和發(fā)展的過程很好地提示了多個(gè)環(huán)節(jié)存在的并網(wǎng)安全性問題，是如何使一個(gè)風(fēng)電場內(nèi)部的小故障逐步演化為大面積風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)事故的。由于風(fēng)電場內(nèi)電纜頭施工質(zhì)量問題，引起風(fēng)電場內(nèi)35千伏電纜頭單相接地故障；由于風(fēng)電場35千伏集電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式設(shè)計(jì)不合理，單相故障不能快速切除，最后導(dǎo)致形成相間永久故障，引起系統(tǒng)電壓跌落；由于風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)性能不滿足要求，系統(tǒng)電壓跌落造成大部分沒有低電壓穿越能力的風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)；不具備低電壓穿越能力的機(jī)組脫網(wǎng)后，由于風(fēng)電場的無功調(diào)節(jié)系統(tǒng)不滿足并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，使系統(tǒng)電壓升高，造成剩余風(fēng)電機(jī)組因高電壓脫網(wǎng)，最終形成大面積風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)事故。針對(duì)這些問題，國家電監(jiān)會(huì)和國家能源局發(fā)出整改措施，對(duì)暴露的問題提出了具體技術(shù)要求和整改規(guī)定。

　　并網(wǎng)風(fēng)機(jī)檢測的制約因素

　　中國電科院作為中國首家具備風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)檢測資質(zhì)的單位，符合我國試驗(yàn)室認(rèn)可委員會(huì)ISOIEC17025檢測和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的要求，同時(shí)還具備國家質(zhì)檢總局、認(rèn)監(jiān)委頒發(fā)的CMA檢測資質(zhì)。檢測能力和效率已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，目前的檢測能力能夠滿足新并網(wǎng)風(fēng)電場和新生產(chǎn)風(fēng)電機(jī)型檢測的要求。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國電科院在最近一年完成檢測的機(jī)型，相當(dāng)于所有國外檢測機(jī)構(gòu)幾年檢測機(jī)型的總和。

　　對(duì)于目前業(yè)內(nèi)反映的風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)檢測存在排隊(duì)待檢的情況，我認(rèn)為制約因素有以下幾點(diǎn)：

　　一是風(fēng)電機(jī)組機(jī)型數(shù)量大，歷史欠賬過多，檢測需求具有一定的集中爆發(fā)性。目前，檢測中心已經(jīng)擁有7套移動(dòng)式設(shè)備以及張北風(fēng)電試驗(yàn)基地，在最近一年時(shí)間內(nèi)，中國電科院已完成50臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越檢測及抽檢，比國際上其他檢測機(jī)構(gòu)的檢測總和還要多，但即使這樣仍然不能滿足需要。一個(gè)原因是大量已經(jīng)投運(yùn)的不具備低電壓穿越能力的風(fēng)電場集中改造后，需要進(jìn)行抽樣檢測；另一個(gè)原因是新建風(fēng)電場所采用的風(fēng)電機(jī)組類型繁多并集中投產(chǎn)，所采用的機(jī)型急需要在并網(wǎng)前通過檢測。這就造成風(fēng)電機(jī)組的檢測需求在短時(shí)間內(nèi)集中體現(xiàn)，但這并不是常態(tài)需求。

　　二是風(fēng)電機(jī)組通過檢測所需時(shí)間較長。我國的風(fēng)機(jī)制造商普遍沒有建立自身完善的實(shí)驗(yàn)檢測條件，所送檢的風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越性能在送檢前沒有進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)證。2011年，檢測設(shè)備70%以上的時(shí)間在幫助廠家調(diào)試和完善風(fēng)電機(jī)組性能，風(fēng)電機(jī)組的檢測時(shí)間較長，影響了檢測效率。外界往往關(guān)注我們完成了多少個(gè)機(jī)型的檢測，但事實(shí)上，張北風(fēng)電試驗(yàn)基地對(duì)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)更大的貢獻(xiàn)是為我國風(fēng)電機(jī)組技術(shù)水平的提高作出關(guān)鍵性貢獻(xiàn)，真正發(fā)揮了張北基地作為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)公共研發(fā)試驗(yàn)平臺(tái)的作用。進(jìn)入2012年，送檢風(fēng)電機(jī)組的調(diào)試和完善所占時(shí)間已經(jīng)不超過50%，這說明風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越性能得到了較大提高。機(jī)組性能的提高使檢測速度大大加快，今年前兩個(gè)月，張北基地就完成9個(gè)機(jī)型的低電壓穿越檢測。

　　三是進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越檢測需要等待合適的風(fēng)況。風(fēng)電并網(wǎng)檢測必須在一定的風(fēng)況條件下才能夠進(jìn)行，其中低電壓穿越性能檢測大風(fēng)工況需要風(fēng)機(jī)出力在90%以上。而去年全國的風(fēng)能資源條件很不理想，大風(fēng)明顯少于往年，檢測設(shè)備很多情況下都是在等風(fēng)，極大地影響了檢測效率。

　　風(fēng)機(jī)檢測是一項(xiàng)復(fù)雜工程

　　風(fēng)電場機(jī)組設(shè)備的并網(wǎng)性能已成為影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素，除了正在運(yùn)行的風(fēng)機(jī)并網(wǎng)檢測，新核準(zhǔn)風(fēng)電項(xiàng)目安裝并網(wǎng)的風(fēng)電機(jī)組，也要求檢測合格之后才能投入使用。

　　一個(gè)新型號(hào)風(fēng)機(jī)下線后，需要對(duì)其進(jìn)行認(rèn)證。一般來說，型式認(rèn)證要從設(shè)計(jì)評(píng)估開始。設(shè)計(jì)評(píng)估分為Ａ類、B類和C類，C類只需對(duì)設(shè)計(jì)文檔進(jìn)行可行性校核，A類和B類則是對(duì)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)完整分析。此外，還要對(duì)風(fēng)機(jī)的9個(gè)主要部分進(jìn)行評(píng)估，其中包括控制系統(tǒng)和安全策略、載荷情況、安全系統(tǒng)、葉片、結(jié)構(gòu)、機(jī)械部件、電氣部件、塔筒和基礎(chǔ)，以及吊裝、維護(hù)和運(yùn)行等。

　　除了設(shè)計(jì)評(píng)估，我們還需要進(jìn)行工廠檢查，其目的是為了保證制造過程能夠滿足設(shè)計(jì)的要求，對(duì)質(zhì)量管理體系進(jìn)行審查，對(duì)型式進(jìn)行試驗(yàn)，因?yàn)椴煌恼J(rèn)證導(dǎo)則對(duì)型式試驗(yàn)的要求不同，但主要是功率特性測試、電能質(zhì)量測試、噪聲測試、載荷測試等。

　　在出廠調(diào)試方面，不同廠家由于設(shè)計(jì)不同，出廠調(diào)試的具體流程也不相同，大致要經(jīng)過冷卻系統(tǒng)試驗(yàn)、防雷、絕緣、變槳、偏航、主控功能等10余項(xiàng)內(nèi)容的檢查。

　　下一步，我們的工作主要是進(jìn)一步提升檢測能力，建立完善的風(fēng)電并網(wǎng)評(píng)價(jià)體系。主要包括建立與并網(wǎng)特性相關(guān)的變流器、主控制器等風(fēng)電機(jī)組零部件檢測能力，完善風(fēng)電機(jī)組模型驗(yàn)證和低電壓穿越評(píng)估能力，建立風(fēng)電場并網(wǎng)特性評(píng)價(jià)能力，為開展風(fēng)電并網(wǎng)安全性評(píng)價(jià)提供技術(shù)支持。

　　□鏈接

　　長期以來，中國電力科學(xué)研究院依托新能源研究所，從事風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究，以及新能源發(fā)電接入系統(tǒng)運(yùn)行、規(guī)劃和控制技術(shù)研究。它是國家電網(wǎng)公司新能源發(fā)電規(guī)劃管理及并網(wǎng)運(yùn)行的技術(shù)支撐單位，是國內(nèi)最早專門從事風(fēng)力發(fā)電研究與咨詢工作的機(jī)構(gòu)之一。

　　新能源研究所下設(shè)新能源并網(wǎng)規(guī)劃與仿真技術(shù)研究室、新能源發(fā)電并網(wǎng)特性評(píng)價(jià)研究室、風(fēng)力發(fā)電試驗(yàn)與檢測室等12個(gè)專業(yè)研究室，涵蓋了從風(fēng)力發(fā)電到并網(wǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)。該所負(fù)責(zé)運(yùn)維的國家能源大型風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心承擔(dān)了大量的風(fēng)電并網(wǎng)檢測任務(wù)。

　　新能源研究所服務(wù)于國家能源發(fā)展戰(zhàn)略，服務(wù)于公司智能電網(wǎng)建設(shè)部署。截至目前，新能源研究所共承擔(dān)包括國家“973”、國家“863”計(jì)劃、國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目、亞洲銀行項(xiàng)目、國家能源應(yīng)用技術(shù)研究及工程示范項(xiàng)目在內(nèi)的多個(gè)國家級(jí)重大科技項(xiàng)目。該所計(jì)劃用3~5年時(shí)間，發(fā)展成為一家國際知名、國內(nèi)領(lǐng)先的新能源發(fā)電技術(shù)研究與檢測機(jī)構(gòu)。