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   國家電監(jiān)會日前發(fā)布《關于加強風電安全工作的意見》，對風電并網(wǎng)相關工作提出明確要求。中國電力科學研究院新能源研究所專家就此撰寫文章，呼吁進一步完善風電并網(wǎng)檢測。

正在吊裝的風電機組。宋衛(wèi)星 攝（英大圖片）

　　隨著風電的快速發(fā)展，大規(guī)模風電并網(wǎng)對電網(wǎng)安全運行的影響日益顯現(xiàn)，這也對風電并網(wǎng)的技術標準和檢測工作提出了更高要求。國家電監(jiān)會近日發(fā)布的《關于加強風電安全工作的意見》，明確了風電企業(yè)、電力調度機構和并網(wǎng)檢測機構等單位在風電并網(wǎng)管理中的職責，對風電場并網(wǎng)安全性評價、風電場并網(wǎng)檢測、風電并網(wǎng)運行管理等方面工作提出了要求。

　　由中國電力科學研究院負責運維的國家能源大型風電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)（實驗）中心，是國家能源局授權的全國首家具備風電并網(wǎng)檢測能力的風電檢測機構。依據(jù)該機構的風機檢測經(jīng)驗進行分析，筆者認為，還應進一步規(guī)范和完善風電并網(wǎng)檢測。

　　風電場并網(wǎng)環(huán)節(jié)存在隱患

　　隨著風電裝機在電力系統(tǒng)中所占的比例不斷增長，風電對電網(wǎng)的影響從局部電網(wǎng)逐漸擴大到主網(wǎng)。近年來，風電機組脫網(wǎng)事故時有發(fā)生，隨著風電并網(wǎng)容量的增大，這種影響日趨嚴重。一個風電場集電系統(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，就會造成大規(guī)模風電機組脫網(wǎng)。如果這種故障趨勢持續(xù)發(fā)展下去，將會導致局部電網(wǎng)瓦解，甚至擴大為大面積停電事故。因此，通過加強風電場并網(wǎng)管理等手段，提高風電安全工作具有十分重要的意義。

　　目前，從設計、建設及并網(wǎng)運行各個環(huán)節(jié)，風電并網(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環(huán)節(jié)存在的并網(wǎng)安全性問題，是如何使一個風電場內(nèi)部的小故障逐步演化為大面積風機脫網(wǎng)事故的。由于風電場內(nèi)電纜頭施工質量問題，引起風電場內(nèi)35千伏電纜頭單相接地故障；由于風電場35千伏集電系統(tǒng)中性點接地方式設計不合理，單相故障不能快速切除，最后導致形成相間永久故障，引起系統(tǒng)電壓跌落；由于風電機組并網(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電機組脫網(wǎng)；不具備低電壓穿越能力的機組脫網(wǎng)后，由于風電場的無功調節(jié)系統(tǒng)不滿足并網(wǎng)標準的要求，使系統(tǒng)電壓升高，造成剩余風電機組因高電壓脫網(wǎng)，最終形成大面積風機脫網(wǎng)事故。針對這些問題，國家電監(jiān)會和國家能源局發(fā)出整改措施，對暴露的問題提出了具體技術要求和整改規(guī)定。

　　并網(wǎng)風機檢測的制約因素

　　中國電科院作為中國首家具備風電機組并網(wǎng)檢測資質的單位，符合我國試驗室認可委員會ISOIEC17025檢測和校準實驗室能力的要求，同時還具備國家質檢總局、認監(jiān)委頒發(fā)的CMA檢測資質。檢測能力和效率已經(jīng)達到世界領先水平，目前的檢測能力能夠滿足新并網(wǎng)風電場和新生產(chǎn)風電機型檢測的要求。據(jù)不完全統(tǒng)計，中國電科院在最近一年完成檢測的機型，相當于所有國外檢測機構幾年檢測機型的總和。

　　對于目前業(yè)內(nèi)反映的風電機組并網(wǎng)檢測存在排隊待檢的情況，我認為制約因素有以下幾點：

　　一是風電機組機型數(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套移動式設備以及張北風電試驗基地，在最近一年時間內(nèi)，中國電科院已完成50臺風電機組的低電壓穿越檢測及抽檢，比國際上其他檢測機構的檢測總和還要多，但即使這樣仍然不能滿足需要。一個原因是大量已經(jīng)投運的不具備低電壓穿越能力的風電場集中改造后，需要進行抽樣檢測；另一個原因是新建風電場所采用的風電機組類型繁多并集中投產(chǎn)，所采用的機型急需要在并網(wǎng)前通過檢測。這就造成風電機組的檢測需求在短時間內(nèi)集中體現(xiàn)，但這并不是常態(tài)需求。

　　二是風電機組通過檢測所需時間較長。我國的風機制造商普遍沒有建立自身完善的實驗檢測條件，所送檢的風電機組的低電壓穿越性能在送檢前沒有進行調試和驗證。2011年，檢測設備70%以上的時間在幫助廠家調試和完善風電機組性能，風電機組的檢測時間較長，影響了檢測效率。外界往往關注我們完成了多少個機型的檢測，但事實上，張北風電試驗基地對風電產(chǎn)業(yè)更大的貢獻是為我國風電機組技術水平的提高作出關鍵性貢獻，真正發(fā)揮了張北基地作為風電產(chǎn)業(yè)公共研發(fā)試驗平臺的作用。進入2012年，送檢風電機組的調試和完善所占時間已經(jīng)不超過50%，這說明風電機組的低電壓穿越性能得到了較大提高。機組性能的提高使檢測速度大大加快，今年前兩個月，張北基地就完成9個機型的低電壓穿越檢測。

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

　　風機檢測是一項復雜工程

　　風電場機組設備的并網(wǎng)性能已成為影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的主要因素，除了正在運行的風機并網(wǎng)檢測，新核準風電項目安裝并網(wǎng)的風電機組，也要求檢測合格之后才能投入使用。

　　一個新型號風機下線后，需要對其進行認證。一般來說，型式認證要從設計評估開始。設計評估分為Ａ類、B類和C類，C類只需對設計文檔進行可行性校核，A類和B類則是對風機設計的一個完整分析。此外，還要對風機的9個主要部分進行評估，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、結構、機械部件、電氣部件、塔筒和基礎，以及吊裝、維護和運行等。

　　除了設計評估，我們還需要進行工廠檢查，其目的是為了保證制造過程能夠滿足設計的要求，對質量管理體系進行審查，對型式進行試驗，因為不同的認證導則對型式試驗的要求不同，但主要是功率特性測試、電能質量測試、噪聲測試、載荷測試等。

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

　　下一步，我們的工作主要是進一步提升檢測能力，建立完善的風電并網(wǎng)評價體系。主要包括建立與并網(wǎng)特性相關的變流器、主控制器等風電機組零部件檢測能力，完善風電機組模型驗證和低電壓穿越評估能力，建立風電場并網(wǎng)特性評價能力，為開展風電并網(wǎng)安全性評價提供技術支持。

　　□鏈接

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

　　新能源研究所下設新能源并網(wǎng)規(guī)劃與仿真技術研究室、新能源發(fā)電并網(wǎng)特性評價研究室、風力發(fā)電試驗與檢測室等12個專業(yè)研究室，涵蓋了從風力發(fā)電到并網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)。該所負責運維的國家能源大型風電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)（實驗）中心承擔了大量的風電并網(wǎng)檢測任務。

　　新能源研究所服務于國家能源發(fā)展戰(zhàn)略，服務于公司智能電網(wǎng)建設部署。截至目前，新能源研究所共承擔包括國家“973”、國家“863”計劃、國家科技支撐計劃項目、亞洲銀行項目、國家能源應用技術研究及工程示范項目在內(nèi)的多個國家級重大科技項目。該所計劃用3~5年時間，發(fā)展成為一家國際知名、國內(nèi)領先的新能源發(fā)電技術研究與檢測機構。