12月21日下午2点半,甘肃风电技术中心汪宁渤主任做客我院,为我院广大学子介绍“大规模风电发展趋势和关键技术”。本次讲座到场的嘉宾有:入选者袁小明教授、我院电力工程系主任林湘宁教授以及我院电力工程系吴耀武副教授。
汪主任首先介绍了我国风电产业的背景。根据国家能源局的规划,我国将在甘肃、新疆、河北、吉林、内蒙古和江苏六个省区打造七个千万千瓦级的风电基地。其中,甘肃酒泉风电基地是我国规划建设的第一座千万千瓦级的风电示范基地,是目前世界最大规模的风电工程。
与欧美风电“小规模、分布式,低电压、就地接入”的发展模式不同,我国风电发展具有“大规模、高集中开发,远距离输送”的特征,面临着更加复杂的技术挑战。目前,位于甘肃省的酒泉风电基地装机容量约为516万千瓦,通过安西~酒泉~金昌~永登750kV双回输电线路送电至西北主网,输电距离长,全长约860 公里,输电能力低。为提高线路输电能力,在线路上安装了一定比例的补偿设备,且在风电基地送端,通过哈密~安西750 kV线路与新疆电网相连,形成网对网送电格局。但仍存在一些问题:风电功率具有随机波动的特点,通道传输功率也会频繁大幅度波动,导致系统电压水平变化频繁,既影响电能质量,也使无功补偿设备频繁投切,威胁设备和电网安全运行;当风电出力很低甚至出现零出力时,其它电源需及时供应,对其它电源造成冲击。
汪主任指出,目前制约我国风电产业发展的“瓶颈”有技术、市场等方面的,技术方面包含了750kV可控串补的研制、风力发电机低电压穿越能力的设计(我国自主设计的风电机尚不具备低电压穿越能力)等;市场方面包含对风电的消纳能力等。从长远来看,真正制约我国风电发展的将是市场因素。
为解决电网安全和输电系统效率问题,拟采用风光水火电联合、±800 kV特高压直流输送的方案,使风电、光电、火电、水电打捆送出,利用火电、水电的调峰性能,实现与风、光发电功率的互补,既可平抑外送通道上功率的大幅度波动,确保电网安全,还可以充分发挥通道的输电能力,增加线路的利用小时,提高输电效益。
最后,汪主任介绍了河西新能源基地建设(包含酒泉风电基地建设和敦煌光伏并网发电工程,以及相关的配套工程)的关键技术需求:1、新能源的有无功综合控制策略、运行特性和运行模式、预测预报技术。此处汪主任特别强调,对大规模风电场、风电场群及风电基地数学模型的建立应以实测为基础;2、超高压直流和特高压交流外送技术,包含分频输电技术的研究(即风力机原端先不升频,送到电网侧后再通过变频器升到工频,这样输送的过程中电抗减小了,输电能力增强了);3、电网安全分析技术,包含风光水火电经济合理配套的比例及外送规模的研究等。4、大规模风电远距离输送及消纳的政策的研究。
交流环节中,同学们提问积极,汪主任回答到位,老师们热情参与,现场气氛相当热烈。针对同学们的问题,汪主任根据自身经验提出了几点自己的想法:1、GE通用模型的计算结果与我国大规模风电场的实际情况相差较远,用于学生做研究可以,用于工程实际的检验则不行,应关注风机的细节,基于实测来建立模型。袁小明教授指出,GE通用模型中短时间参数下的特性基本都被忽略了,只有时间参数较长的情况下,可以用其做一般性的研究。2、对低电压穿越能力的研究,应重点针对整个风电场,而非单台风电机组;对内、外部故障,单相、三相穿越等情况应分别考虑。3、对中国的大规模风电场,应用大规模储能并不经济,酒泉风电基地仅考虑应用超级电容器,分散安装在单台风电机出口,特点是投资小,可以通过平滑单台机组的有功输出达到改善风电场有功输出的目的。4、风电机组的调频问题很小。调频能力主要看机组一、二次调频的响应速度,现有的传统电源已能满足电网需求,风电机组不需要参与调频。5、对中国风电场的研究,现阶段主要考虑简单的有功无功控制、低电压穿越能力、安稳控制这3方面的要求。
汪主任渊博的学闻见识、非凡的人格魅力给我们留下了深刻的印象,相信这次的讲座让大家都收获良多。