低壓穿越“新國標”劍指風電并網瓶頸
http://www.debgrams.com 2011-08-15 10:53 來源：科學時報
8月5日，國家能源局會議審定并發布了“大型風電場并網設計技術規范”等18項重要標準。與此同時，電監會主要針對“低電壓穿越”的全國風電安全檢查也在8月啟動。在“高速公路”上狂飆了5年之后，中國風電終于迎來了遲到的并網國標。
在矗立了幾萬臺風機、遭遇了幾起重大風機脫網事故后，被中國風電業界稱為“風電并網技術國家標準”的規定日前終于浮出水面。
來自國家能源局的消息稱，能源行業風電標準技術委員會一屆二次會議暨能源行業風電標準化工作會議8月5日在京召開，會議審定并發布了“大型風電場并網設計技術規范”等18項重要標準。與此同時，電監會主要針對“風電場機組的低電壓穿越能力檢測及改造情況和風電場接入系統后對當地電網影響”的全國風電安全檢查也在8月啟動。
而對于在“高速公路”上狂飆了5年的中國風電來說，這個“國標”來得似乎有些晚。隨之而來的改造成本、升級成本成為各方爭論的焦點。
劍指并網瓶頸
中國風電在經歷了短暫的“退潮”之后，一系列針對風電的行動集中展開，特別是新國標的頒布和安全檢查的啟動，目標直指中國風電發展瓶頸——并網難題。
業界普遍認為，此次風電行業國家標準密集出臺始于今年初電監會通報的數起風電脫網事故。
國家電監會7月18日發布的《西北區域風電安全狀況及監管實踐》則將矛頭直接指向了運行機組的“低電壓穿越能力”。據電監會相關報告，僅酒泉地區今年上半年各風電場發生的電力設備故障就達35次，其中，電纜頭故障造成集電路跳閘21起，保護插件故障造成設備跳閘或開關拒動5起，其他故障9起。以上故障中，引發大規模脫網的事故有4起。
根據電監會的事故通報，在上述事故中，風機不具備低電壓穿越能力是根源所在。風電脫網事故的頻發，堅定了國家推行風機低電壓穿越改造的決心。
低壓穿越是指電網故障或擾動引起風電場并網點電壓跌落時，在一定電壓跌落的范圍內，風電機組能夠不間斷地并網運行，直到電壓恢復如常，從而維持電網穩定。具有低壓穿越能力可保證風電機組在電網故障電壓降低的情況下，盡最大可能與電網連接，保持發電運行能力，減少電網波動。
而國內風機低壓穿越技術現狀讓業主憂心忡忡。甘肅省電力公司風電中心主任汪寧渤在接受《科學時報》記者采訪時曾直言不諱地表示：“目前我國風電場風電機組普遍不具備低電壓穿越能力。”
據記者了解，酒泉風電基地的風電設備招標是2008年完成的，當時國內關于低電壓穿越的技術要求還沒有明確。
事實上，早在2009年，國家電網公司就已經頒布了《風電場接入電網技術規定》，明確要求風電場電壓跌落到額定電壓的20％持續時間不超過625毫秒、在2秒時間以內電壓恢復到90％額定電壓的范圍內，風電場不允許脫網，超過此范圍風電場允許脫網。
但是這一企業標準對風機制造企業并不具備約束力，絕大多數風機在出廠后都不具備該項功能。 來自中國電科院新能源研究所的統計數據顯示，目前已通過該院低壓穿越能力檢測和功率特性測試的僅有6家公司的6種機型，其中還有兩家是外企。國內只有極少數整機企業的1.5兆瓦風力發電機組通過了該測試。
“隨著風電機組大型化趨勢和海上風電市場的開啟，低壓穿越測試已經成為制約多兆瓦級風力發電機組大規模并網的主要技術瓶頸。”中國電科院新能源研究所所長王偉勝說。
億元成本堪憂
業內人士判斷，未來，如果要進行該技術的改造升級，廠商成本將大大增加。另外，如果需要對現有運營風電場的風機進行技術改造，也將加大運營商的投資改造成本。
來自金風科技的測算，對已投產風機的低電壓穿越能力改造，只需要對控制器進行軟、硬件升級，而風機本身的升級改造費用大約為每臺1萬~2萬元。
“針對已投入運行的直驅永磁機組，金風科技將免費給業主升級。”在日前舉行的媒體見面會上，金風科技公共事務部總監姚雨介紹說，金風兆瓦級風電機組均采用直驅永磁技術，因采用全功率變流系統，具有天然的并網友好性，在低電壓穿越功能改造和升級上難度并不大，改造成本較低。
金風科技并網技術部總監黃遠彥告訴《科學時報》，公司目前的主導產品1.5MW直驅永磁機組低電壓穿越升級，時間上，最快1小時就可以完成1臺機組的升級。并且升級工作會盡量選在風力較弱的時候，以最小限度影響業主的正常收益。從目前看，需要升級的在運行直驅永磁機組達3000臺以上，預計年底前完成所有的升級工作，升級后的金風科技直驅永磁機組低電壓穿越能力高出國標要求。而新出廠的機組將自帶最新版的低電壓穿越功能。
黃遠彥同時透露，目前金風所有1.5兆瓦的風機都需要升級改造，以具備低電壓穿越功能。改造工程已從今年4月份開始進行，目前已有部分風機改造完畢，年底前所有風機將改造完畢。
金風科技戰略與全球發展總監周彤告訴記者，公司需要改造的所有1.5兆瓦風機在公司所有銷售機型中占半數左右。由于兆瓦級風機升級改造成本不高，因此改造成本將由金風科技承擔。她同時透露，目前公司2.5兆瓦與3兆瓦的風機均已具備低電壓穿越功能。
據周彤介紹，由于國內風電企業的需求，目前風機低電壓穿越技術改造已派生出一個新的市場。美國和中國臺灣的企業都在為國內企業提供升級改造服務，單機改造成本從30萬至90萬元不等。
而全球風機市場目前是直驅、雙饋兩大技術路線并駕齊驅。兩大技術路線下的機型有所不同，其改造成本差異巨大。
國內一位不愿具名的風機制造企業總工程師告訴《科學時報》，雙饋機型花費的技術升級改造成本將大大高于直驅機型。“因為有的改造可能要牽涉到更換零部件，比如整個控制器可能都要更換，那樣成本就非常高，改造難度也很大。”上述人士稱。
而來自中國風能協會可再生能源專業委員會的數據顯示，目前國內市場上近八成的風機都不是直驅永磁型，按上述人士的說法，這意味著近八成風機的改造難度較大。
風電裝機超過400萬千瓦的大唐新能源公司發展規劃部副主任張新斌表示，根據公司的測算，一臺風機要進行低電壓穿越能力改造的最低價是50萬元。
據了解，截至2010年底，我國風電累計裝機容量達到4200萬千瓦，已安裝風電機組數量超過2萬臺，絕大部分在2008年至2010年間投產，多數已安裝風機并不具備低電壓穿越能力，需要改造。如果按照大唐新能源最低50萬元每臺的改造費用計算，國內風電企業和設備商為風機改造所支付的費用將超過百億。
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