分散式風(fēng)電的發(fā)展及規(guī)劃建設(shè)

付淑儀　葛偉偉　楊廣慶

【摘??要】隨著我國(guó)“三北地區(qū)”大面積集中式風(fēng)電項(xiàng)目的建成，加上本地消納及外送能力不足，造成“棄風(fēng)”限電問題凸顯。隨著風(fēng)機(jī)技術(shù)進(jìn)步，使得在負(fù)荷集中的中東南部地區(qū)發(fā)展分散式風(fēng)電，可很好的解決風(fēng)電消納問題。因此能源主管部門對(duì)分散式風(fēng)電項(xiàng)目，逐步實(shí)現(xiàn)政策傾斜。通過了解分散式風(fēng)電的政策標(biāo)準(zhǔn)，本文主要分析了分散式風(fēng)電的發(fā)展以及規(guī)劃建設(shè)情況，針對(duì)其中影響電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行的因素，提出相應(yīng)的解決建議，為我國(guó)分散式風(fēng)電發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

【關(guān)鍵詞】分散式;風(fēng)電;規(guī)劃

引言

從近年來我國(guó)風(fēng)電發(fā)展情況來看，電網(wǎng)消納問題成為風(fēng)電項(xiàng)目發(fā)展的主要問題，為了能夠突破這一瓶頸，分散式風(fēng)電逐漸受到了人們的關(guān)注。與集中式風(fēng)電相比較，分散式風(fēng)電的規(guī)模小、但是對(duì)于能源的使用率卻很高，并且同時(shí)收益較快。分散式風(fēng)電的出現(xiàn)與普及，能夠推動(dòng)我國(guó)風(fēng)電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也能夠?qū)Ω鞯貐^(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到一定程度的推動(dòng)作用。本文主要對(duì)分散式風(fēng)電的發(fā)展以及規(guī)劃進(jìn)行分析，為今后我國(guó)分散式風(fēng)電的發(fā)展提供理論依據(jù)。

1.分散式發(fā)電的簡(jiǎn)要概述

1.1分散式風(fēng)電的概念

分散式風(fēng)電項(xiàng)目指的是指位于負(fù)荷中心附近，不以大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送電力為目的，所產(chǎn)生的電力就近接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)進(jìn)行消納的風(fēng)電項(xiàng)目。分散式風(fēng)電與集中式風(fēng)電相比，有著更高的建設(shè)要求，同時(shí)還受到所在地區(qū)的負(fù)荷情況和已經(jīng)接入電網(wǎng)的能力等，均是影響分散式風(fēng)電的主要因素[1]。

1.2分散式風(fēng)電的發(fā)展

2011年國(guó)家能源局印發(fā)了《關(guān)于分散式接入風(fēng)電的通知》（國(guó)能新能[2011]226號(hào)），2018年印發(fā)了《分散式風(fēng)電項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)暫行管理辦法》（國(guó)能新能[2018]30號(hào)），國(guó)家能源局及相關(guān)部委出臺(tái)了若干鼓勵(lì)政策，可是由于早期分散式風(fēng)電的發(fā)展速度不理想，處于初步研究階段，因此沒有相關(guān)的理論技術(shù)用以支撐實(shí)際建設(shè)開發(fā)。定邊狼爾溝分散式風(fēng)電項(xiàng)目于2012年投運(yùn)，是國(guó)內(nèi)少有的滿足在110kv及以下配電系統(tǒng)消納的分散式風(fēng)電項(xiàng)目[2]。

從2018年至今，隨著相關(guān)政策的出臺(tái)，我國(guó)已經(jīng)對(duì)風(fēng)電發(fā)展進(jìn)行了新的規(guī)劃，同時(shí)提出了分散式風(fēng)電不參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，為分散式風(fēng)電行業(yè)提供了良好的發(fā)展環(huán)境。

2.分散式風(fēng)電的重要性

2.1與電網(wǎng)電壓存在直接關(guān)聯(lián)

分散式風(fēng)電與電網(wǎng)之間存在著最為緊密的聯(lián)系，分散式風(fēng)電的運(yùn)行直接影響到電網(wǎng)電壓，通常情況下，普通電網(wǎng)處于輻射狀態(tài)，在日常運(yùn)行期間，饋線的電壓不是一成不變的，而是隨著其正方向逐漸減小。而在接入風(fēng)電的情況下，由于傳輸功率的變化，使得饋線某些區(qū)域的電壓也會(huì)被升高[3]。

2.2與繼電保護(hù)間的關(guān)聯(lián)

在風(fēng)電接入電網(wǎng)后，由于結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致原有的繼電保護(hù)無法發(fā)揮應(yīng)有的作用，而接入?yún)^(qū)域的不同同樣也會(huì)造成不同程度的影響，在風(fēng)電容量較小時(shí)，可以不對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行更換，但是如果風(fēng)電容量超過一定的范圍時(shí)，就需要對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行重新調(diào)整，這樣才能夠保障其作用不受到影響。

還有就是對(duì)系統(tǒng)電壓的影響，在接入分散式風(fēng)電以后，無功負(fù)荷的變化會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)電壓發(fā)生不同程度的變化，在輸出端的電壓會(huì)逐漸增大。電壓升高的范圍與接入風(fēng)電的區(qū)域有著直接聯(lián)系。電網(wǎng)在進(jìn)行風(fēng)電接入以后，如果風(fēng)電的變化與原有的電網(wǎng)負(fù)荷變化能夠達(dá)到統(tǒng)一的話，那么將會(huì)對(duì)電網(wǎng)的系統(tǒng)電壓起到抑制作用。

2.3影響電網(wǎng)潮流

通常情況下，分散式風(fēng)電都是采用110KV或者是小于110kv的電網(wǎng)，并且由于分散式風(fēng)電的接入，直接導(dǎo)致了原本的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了變化，潮流方向也發(fā)生了改變。與此同時(shí)，由于分散式風(fēng)電的輸電功率對(duì)帶動(dòng)電壓發(fā)生變化，因此在接入分散式風(fēng)電后，對(duì)于電壓的控制也是一大難題[4]。

3.分散式風(fēng)電的發(fā)展及規(guī)劃建設(shè)

3.1項(xiàng)目選址

分散式風(fēng)電在選址上與集中式風(fēng)電不同，集中式風(fēng)電通常都是采用先找資源好的位置，然后再進(jìn)行接入工作，而分散式風(fēng)電正好與之相反，配電網(wǎng)的負(fù)荷能力、輸電能力以及接入要求都會(huì)對(duì)分散式風(fēng)電的選址產(chǎn)生影響，與此同時(shí)，在進(jìn)行接入工作前，還需要對(duì)周邊的地質(zhì)條件以及環(huán)境因素進(jìn)行考察，確保項(xiàng)目不會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。

3.2裝機(jī)容量

裝機(jī)容量是分散式風(fēng)電中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，并且其確定方法較多，其中以模擬法的結(jié)果更為精準(zhǔn)。

模擬法：P分散?=αP平均/（1-A）

P分散為風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量，P平均為擬接入變電站的平均負(fù)荷，α為系數(shù);A為?折?減?系?數(shù)，取0.25～0.35。α取1～1.6時(shí)，考慮無棄風(fēng)現(xiàn)象;α取1.6～2.0時(shí)，棄風(fēng)率為2%～10%;α?取2.0～3.0時(shí)，棄風(fēng)率為11%～?31%。

還有一種常見的方法就是負(fù)荷分類法，擬接入變電站的負(fù)荷主要為I類負(fù)荷時(shí)，分散式風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模可取該站長(zhǎng)期運(yùn)行的最大負(fù)荷;擬接入變電站的負(fù)荷主要為II類負(fù)荷時(shí)，分散式風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模可取該站長(zhǎng)期運(yùn)行最大負(fù)荷的60%～70%;擬接入變電站的負(fù)荷主要為III類負(fù)荷時(shí)，分散式風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模可取該站長(zhǎng)期運(yùn)行的平均負(fù)荷。

通過對(duì)這兩種方式進(jìn)行分析可以了解到，模擬法考慮的情況較多，因此其最后的計(jì)算結(jié)果相對(duì)精準(zhǔn)。而負(fù)荷分類法主要是基于原有的理論，配置方式過于陳舊，難以應(yīng)對(duì)裝機(jī)容量確認(rèn)工作。通過了解分散式風(fēng)電的特點(diǎn)以及規(guī)劃需求，在這里我們不難發(fā)現(xiàn)，采用模擬法的效果更為顯著。考慮分散式風(fēng)電無棄風(fēng)現(xiàn)象，以某區(qū)域平均負(fù)荷10MW為例，分散式風(fēng)電的配置容量約為23MW，分散式風(fēng)電場(chǎng)配置的裝機(jī)容量約為變電站平均負(fù)荷的2.3倍。

3.3運(yùn)行控制

分散式風(fēng)電的運(yùn)行控制工作也是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一，通常情況下，分散式風(fēng)電都采用無功協(xié)調(diào)控制技術(shù)，根據(jù)分散式風(fēng)電自身的特點(diǎn)，一般都不采用集中的補(bǔ)償設(shè)施，因此需要設(shè)備自身具備相應(yīng)的控制能力。

通過分析相關(guān)文獻(xiàn)可以了解到，有了一種包含無功預(yù)測(cè)、無功整定、無功分配的三層新型分散式風(fēng)電場(chǎng)無功協(xié)調(diào)控制策略。無功預(yù)測(cè)主要是采用兩個(gè)層面上的方式對(duì)設(shè)備的輸出能力進(jìn)行預(yù)估。而整定則是涉及到設(shè)備的自身補(bǔ)償功能。無功分配是在考慮到風(fēng)速影響的情況下，篩選風(fēng)電設(shè)備，控制其輸出功率，已達(dá)到最終的控制效果。

4.結(jié)語

綜上所述，為了積極應(yīng)對(duì)國(guó)家能源節(jié)約的建設(shè)需求，有關(guān)部門對(duì)風(fēng)電開發(fā)的新途徑進(jìn)行了探索，分散式風(fēng)電正是在這一探索過程中的成果。分散式風(fēng)電的出現(xiàn)推動(dòng)了我國(guó)風(fēng)電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，與此同時(shí)，基于分散式風(fēng)電的特征，就地消耗能夠?qū)Ξ?dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展起到一定程度的推動(dòng)作用。分散式風(fēng)電的出現(xiàn)不僅實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)了我國(guó)節(jié)能建設(shè)需求，同時(shí)也推動(dòng)了國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]練依情，袁智勇，雷金勇，馬溪原，陶思鈺.分散式風(fēng)電接入在不同場(chǎng)景下對(duì)配電網(wǎng)的影響[J/OL].中國(guó)電力：20200310.1925.012

[2]劉昊，王瑋，崔嘉.分散式風(fēng)電多點(diǎn)接入?yún)f(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略[J].可再生能源，2020，38（02）：218-224.

[3]本刊.CWP?2019：探索風(fēng)電創(chuàng)新發(fā)展的未來之路[J].風(fēng)能，2019（11）：32-34.

[4]許崇偉.分散式風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)劃方法策略分析[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2019（10）：156-157.

（作者單位：1.中南電力設(shè)計(jì)院有限公司;2.3.華潤(rùn)電力華中大區(qū)）