近年來,光伏發(fā)電發(fā)展迅猛。2011年全球太陽能市場安裝量達27.4吉瓦,相較于2010年增長40%。中國安裝量為2.75吉瓦,躍居全球第三。2009年起,我國多個部委聯(lián)合出臺多項光伏發(fā)電激勵政策,支持分布式建筑光伏和集中式大型地面光伏的開發(fā)。光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,光伏并網(wǎng)研究與檢測尚處空白,帶來光伏發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)問題,直接影響了我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
工作人員巡視太陽能光伏電站。 梁寶海 攝(英大圖片)
國家電網(wǎng)公司為解決光伏發(fā)電并網(wǎng)相關問題,持續(xù)投入大量人力、物力、財力,并取得豐碩成果。
大力開展并網(wǎng)檢測能力建設
為了確保我國光伏行業(yè)健康發(fā)展,解決光伏并網(wǎng)關鍵技術問題,國家電網(wǎng)公司超前謀劃,加大科研項目投入力度,全方位地進行深入研究。幾年來,公司著重開展光伏發(fā)電基礎研究能力建設、光伏產(chǎn)品試驗檢測環(huán)境建設、光伏電站現(xiàn)場檢測能力建設和光伏發(fā)電功率預測等工作,以解決光伏發(fā)電接入電網(wǎng)后的安全穩(wěn)定運行、調(diào)峰調(diào)頻、調(diào)度決策等關鍵問題。
在公司指導下,中國電力科學研究院瞄準世界光伏發(fā)電技術前沿,建成國際領先的太陽能發(fā)電并網(wǎng)研究檢測機構,通過技術方案的不斷優(yōu)化設計、實驗室及現(xiàn)場測試方法的系統(tǒng)研究、關鍵測試設備的自主研制和標準體系的建立完善,大幅提升了我國在光伏并網(wǎng)領域的科研能力和檢測能力。
目前,中國電科院已完成國家電網(wǎng)公司項目兩項(《太陽能試驗研究能力建設》《戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)政策研究》),正在承擔的國家級項目3項,分別為國家科技部項目《風光儲輸示范工程關鍵技術研究》、國家能源局項目《國家能源太陽能發(fā)電研發(fā)(實驗)中心能力提升》、國家質(zhì)檢總局項目《光伏并網(wǎng)發(fā)電關鍵技術標準研究》。同時,與國際知名檢測機構UL、弗朗霍夫等開展了廣泛的技術合作。
山東棗莊供電公司施工人員在為光伏電站并網(wǎng)專用輸電線路消缺。 于紹迎 攝(英大圖片)
發(fā)揮太陽能發(fā)電研發(fā)中心作用
經(jīng)國家能源局批復,國家能源太陽能發(fā)電研發(fā)(實驗)中心于2010年7月3日正式揭牌運行。公司和中國電科院充分發(fā)揮該中心的作用,增強光伏并網(wǎng)檢測能力。
依據(jù)IEC、IEEE、UL等相關國際標準和我國的標準規(guī)范,該中心研制了2000千瓦電網(wǎng)擾動發(fā)生裝置、1000千瓦防孤島檢測裝置,結合中心設計的兆瓦級可控直流電源,模擬光伏方陣的伏安特性和兆瓦級低電壓穿越裝置,全面實現(xiàn)了兆瓦級并網(wǎng)光伏逆變器的并網(wǎng)特性檢測。特別是在低電壓穿越裝置研究上,該中心自主研制了適用于各種功率、電壓等級的低電壓耐受能力測試平臺,可實現(xiàn)10種跌落方式、1440個跌落點的電網(wǎng)故障模擬,滿足各種類型光伏逆變器的低電壓耐受能力測試需求。
國家能源太陽能發(fā)電研發(fā)(實驗)中心根據(jù)分布式建筑光伏和集中式大型地面光伏的特點,分別研制了集成化、可移動式小型光伏電站檢測平臺和多模塊、可移動式大中型光伏電站檢測平臺。小型光伏電站檢測平臺將所有測試設備集成到一個14米長的標準集裝箱內(nèi),并采用優(yōu)化結構設計,可實現(xiàn)光伏電站的現(xiàn)場實驗和檢測。大中型光伏電站檢測平臺采用模塊化設計,由1臺集控車與6臺檢測車組成,靈活組合不同車輛,即可實現(xiàn)不同項目的檢測,提升了檢測效率。兩套平臺均屬世界首創(chuàng)。
該中心已成為我國唯一一家通過CNAS認可和CMA認證的國家級太陽能發(fā)電并網(wǎng)科研檢測機構。中心光伏逆變器檢測項目具備95個子項檢測資質(zhì),光伏電站現(xiàn)場檢測項目具備18個子項檢測資質(zhì),建成的金太陽示范工程遠程數(shù)據(jù)中心,能夠為國家監(jiān)管金太陽項目提供信息化手段,為制定光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策提供數(shù)據(jù)支撐。
6月11日,一名工人在新疆哈密中電投光伏電站調(diào)試太陽能組件! ∑绽帷つ醽喿 攝(英大圖片)
并網(wǎng)檢測技術進步成果斐然
通過開展重大課題的研究工作和科技創(chuàng)新,中國電科院在光伏并網(wǎng)技術上取得了顯著進步。
光伏發(fā)電并網(wǎng)數(shù)字仿真平臺是重要成果之一,以平臺為基礎,中國電科院建立起光伏發(fā)電站建模導則和模型參數(shù)測試規(guī)程,開展光伏發(fā)電接入電力系統(tǒng)運行控制、安全保護等多項重大科研項目研究工作。而光伏電站移動檢測平臺已應用于青海、甘肅、寧夏、浙江、河南等多個省份的27座光伏電站中,通過開展入網(wǎng)檢測,保障電站并網(wǎng)性能指標。
技術人員對光伏發(fā)電功率預測技術的研究也有了全新進展。該技術將理論分析方法與光伏發(fā)電的實際工作相結合,對光伏發(fā)電所表現(xiàn)出的波動性、間歇性等發(fā)電特性進行深入研究,在此基礎上提出針對光伏發(fā)電的建模方法,同時考慮光伏組件工作狀態(tài)、大氣狀況、太陽能板污損、輸電線路損失等影響因素,建立光伏發(fā)電的超短期和短期功率預測模型。技術人員開發(fā)出相應的運行軟件平臺,具備光伏電站的在線監(jiān)測、日前短期功率預測、超短期功率預測及光伏電站上報發(fā)電計劃考核等功能。
依托國家能源太陽能發(fā)電研發(fā)(實驗)中心,技術人員建設了光伏電站實時氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)值天氣預報系統(tǒng)、光伏發(fā)電功率預報系統(tǒng)和發(fā)電能力評估系統(tǒng),研究成果已經(jīng)在南京、甘肅、寧夏、青海等地得到應用,并即將應用于西藏等高海拔地區(qū)光伏電站。光伏發(fā)電功率預測技術的應用,有利于電力調(diào)度部門制定發(fā)電計劃、在線調(diào)度和優(yōu)化電源組合;對減少電力系統(tǒng)運行成本,以及對光伏電站參與發(fā)電競價、降低棄光損失、安排檢修時間等都具有重要作用。
在標準制定方面,針對我國光伏發(fā)電并網(wǎng)標準嚴重缺失和國際標準不完善的狀況,中國電科院研究建立了光伏發(fā)電并網(wǎng)標準體系,立項編制相關國家標準、電力行業(yè)標準、公司企業(yè)標準,填補國內(nèi)空白。目前,已建立了以60項國家標準、22項電力行業(yè)標準為基礎的光伏發(fā)電并網(wǎng)標準體系框架,并立項編制14項國家標準和18項電力行業(yè)標準。
目前,企業(yè)標準《光伏電站接入電網(wǎng)技術規(guī)定》與《光伏電站接入電網(wǎng)測試規(guī)程》已頒布執(zhí)行,國家標準《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術規(guī)定》《光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術規(guī)定》《光伏發(fā)電站無功補償技術規(guī)范》即將頒布。光伏標準體系的建立,為我國光伏行業(yè)健康快速發(fā)展、保障整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供了技術支撐。
隨著我國光伏行業(yè)的發(fā)展,光伏并網(wǎng)技術的進步,進一步規(guī)范了國內(nèi)太陽能發(fā)電并網(wǎng)技術要求。中國電科院將充分發(fā)揮科研機構的科技支撐和引領作用,引導國內(nèi)太陽能發(fā)電并網(wǎng)技術發(fā)展方向,保障規(guī);夥l(fā)電接入電網(wǎng)后的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行,以促進太陽能發(fā)電和電網(wǎng)的協(xié)調(diào)健康發(fā)展,提升我國太陽能發(fā)電并網(wǎng)研究檢測的國際地位。
案例
讓高原的陽光更多地被利用
七月的陽光炙熱難耐,但對于昆侖山下的青海海西地區(qū)來說,每一縷陽光輕觸遍地的光伏電池板時,都帶來一絲不同尋常的意味。每每看到這一幕,一個更安全、更經(jīng)濟、更清潔、可持續(xù)的能源供應圖景,就會浮現(xiàn)在國電龍源格爾木新能源開發(fā)公司負責人劉洪的腦海里。每到此時,他也會更加感激海西供電公司在促進光伏發(fā)電并網(wǎng)工作中的努力。
日前,青海省發(fā)改委宣布,今年青海省將集中審批擴容100萬千瓦光伏項目,占國家能源局年度光伏裝機計劃目標的三分之一。隨著光伏電站在電網(wǎng)中所占電源容量的比例不斷提高,如何應對新能源對傳統(tǒng)電網(wǎng)安全運行帶來的新挑戰(zhàn),成為海西供電公司的一道新課題。
與江南魚米之鄉(xiāng)的好景致不同,戈壁灘可算得上是荒涼之極。近幾年,隨著光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)在格爾木等地安家落戶,以往的“滄!泵俺觥吧L铩!拔译m是來自浙江,但在我眼里,做光伏和種地一樣,都是靠天吃飯,都是在播撒綠色!闭┛萍继柲芸萍加邢薰締T工方維新說。
供電企業(yè)為光伏發(fā)電并網(wǎng)做出了積極努力。今年上半年,青海省電力公司與海西供電公司兩級調(diào)度中心聯(lián)合參與了新建光伏電站并網(wǎng)驗收工作,并承擔了光伏電站運行期間的技術咨詢與解答任務。
“6月中旬以來,海西地區(qū)光伏電站生產(chǎn)隱患及故障比例明顯下降,這是廠網(wǎng)聯(lián)動、協(xié)同治理所取得的成效!焙N鞴╇姽倦娏φ{(diào)度控制中心主任蔡岳說。
2011年,為了趕在12月底前并網(wǎng)運行,許多光伏電站建設速度加快,造成了投運后諸多亟待消缺處理的遺留問題。位于格爾木市東出口光伏園區(qū)內(nèi)的黃河水電公司格爾木20萬千瓦光伏電站,就曾多次與海西供電公司協(xié)商解決設備運行管理的磨合問題。
海西供電公司多次組織調(diào)控中心及相關部門人員,就安全生產(chǎn)管理、電氣一次、電氣二次、調(diào)度自動化及通信等問題,前往格爾木、德令哈、錫鐵山等地區(qū)的28家光伏企業(yè),開展技術指導和業(yè)務幫扶,引導企業(yè)按照《防止電力生產(chǎn)重大事故二十五項重點要求》等進行生產(chǎn)活動。該公司還制定了符合《青海光伏電站調(diào)度運行管理規(guī)定通知》要求的設備維護檢修制度。
蔡岳介紹說,針對普遍存在的問題,他們專門編制印發(fā)了《海西地區(qū)光伏電站施工和運行管理隱患排查要點》,要求開展對涉網(wǎng)保護定值的普查,加強電站動態(tài)無功補償裝置的運行管理,對可能存在的電氣設備缺陷及時排查和消缺。“類似這樣的幫扶方式,海西供電公司提供了不少。它們很對路,能夠解決實際問題,對電站的正常運行作用明顯!眹婟堅吹膭⒑檎f。
青海省政府提出,把青海打造成我國重要的光伏產(chǎn)業(yè)基地和最大的太陽能發(fā)電基地。供電企業(yè)加強廠網(wǎng)雙方溝通交流,共保安全,必將推動這一宏偉目標的實現(xiàn)。