中德風(fēng)電并網(wǎng)政策和技術(shù)標準的比較研究

圖2 德國新能源發(fā)展規劃

1.1.2 風(fēng)電并網(wǎng)相關(guān)技術(shù)要求

德國風(fēng)電并網(wǎng)方面的法規標準是適應風(fēng)電并網(wǎng)容量快速增加、并網(wǎng)問(wèn)題日益凸顯且不斷變化的情況而不斷調整和完善的。

2001 年，德國E. on電網(wǎng)公司內的Dollern地區(漢堡附近)發(fā)生了一次輸電線(xiàn)路三相短路故障。故障導致網(wǎng)內全部風(fēng)電機組(總容量270萬(wàn)kW)同時(shí)脫網(wǎng)，已接近當時(shí)全電網(wǎng)的最大可調節容量(300萬(wàn)kW)，對系統造成了二次沖擊，嚴重威脅了電網(wǎng)的安全穩定運行，尤其是系統的頻率穩定性。

事故后，E. on電網(wǎng)公司及相關(guān)部門(mén)對本次事故進(jìn)行了深入細致的分析，最終一致認為，類(lèi)似風(fēng)電等分布式電源在電網(wǎng)故障期間必須具備向電網(wǎng)提供有功和無(wú)功的支撐能力以保障電網(wǎng)的安全穩定運行。當年，E. on電網(wǎng)公司便對風(fēng)電機組提出了簡(jiǎn)單的故障穿越要求(提供故障后的有功支撐)。在此基礎上，2003年，E. on電網(wǎng)公司制定了第1部風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)標準，在全世界首先提出了風(fēng)電機組需具備低電壓穿越能力的要求。2004年，德國Vattenfall電網(wǎng)公司(現為50Hertz電網(wǎng)公司)也制定了類(lèi)似的新能源并網(wǎng)技術(shù)導則。2006年，E. on電網(wǎng)公司又對原有導則提出修改，將動(dòng)態(tài)無(wú)功電壓支撐的要求也納入到導則之中。至2007年，德國的電網(wǎng)公司基本上都針對新能源的入網(wǎng)制定了自己的并網(wǎng)技術(shù)導則。

為了保證風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)要求的一致性和完整性，德國輸電網(wǎng)聯(lián)盟(VDN)最終在2007年制定的德國高壓電網(wǎng)并網(wǎng)導則(輸電系統法規2007)中統一提出了對高壓并網(wǎng)的風(fēng)電的相關(guān)技術(shù)要求。有關(guān)中壓并網(wǎng)的風(fēng)電技術(shù)要求，在德國能源經(jīng)濟和水能管理協(xié)會(huì )(BDEW)制定的德國中壓電網(wǎng)并網(wǎng)導則(《連接至中壓電網(wǎng)并與其并聯(lián)運行的發(fā)電設備導則2008》(包含風(fēng)電等全部新能源))中統一給出。由于德國的高壓和中壓并網(wǎng)導則都是依據德國可再生能源法中的相關(guān)條款制定，所以上述2個(gè)導則頒布之日起即具備了法律效力。

1.1.3 風(fēng)電并網(wǎng)相關(guān)的測試認證技術(shù)導則

2009 年，受德國政府委托，德國風(fēng)能和其他可再生能源發(fā)展協(xié)會(huì )(FGW)根據聯(lián)邦可再生能源法制定了一系列與可再生能源系統服務(wù)相關(guān)的技術(shù)導則(TR1- TR8，導則1-導則8)。其中，與并網(wǎng)相關(guān)的主要是導則3(TR3)、導則4(TR4)和導則8(TR8)。表1所示為導則主要內容及說(shuō)明。

表1 德國風(fēng)電并網(wǎng)相關(guān)測試認證技術(shù)導則

1.2 我國風(fēng)電并網(wǎng)政策和技術(shù)支持體系

我國風(fēng)電發(fā)展起步較晚，但由于受政府和產(chǎn)業(yè)界的高度重視，在較短的時(shí)間內也快速建立起了風(fēng)電發(fā)展的政策、技術(shù)支持體系及相關(guān)技術(shù)標準，包括政府和企業(yè)在不同層面上制定的法律法規和技術(shù)導則，以滿(mǎn)足風(fēng)電并網(wǎng)的需求。

1.2.1 法律和規劃

2006 年1月1日，我國第1部《可再生能源法》頒布實(shí)施，明確了可再生能源的上網(wǎng)電價(jià)以及其附加電價(jià)在銷(xiāo)售電價(jià)中的分攤模式。同時(shí)，法規要求電網(wǎng)企業(yè)應當與依法取得行政許可或者報送備案的可再生能源發(fā)電企業(yè)簽訂并網(wǎng)協(xié)議，全額收購其電網(wǎng)覆蓋范圍內可再生能源并網(wǎng)發(fā)電項目的上網(wǎng)電量，并為可再生能源發(fā)電提供上網(wǎng)服務(wù)。此后，與《可再生能源法》配套的各種國家規定相繼出臺，風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等可再生能源產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。2009年，我國對可再生能源法進(jìn)行了修訂和完善，重點(diǎn)是解決可再生能源發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)與費用分攤機制不完善、配套優(yōu)惠財稅政策未能有效落實(shí)、并網(wǎng)安全穩定運行突出等問(wèn)題;實(shí)行了可再生能源發(fā)電全額保障性收購的政策，明確要求發(fā)電企業(yè)在規劃期內應當達到的可再生能源發(fā)電量占全部發(fā)電量的比重;采用法律手段鼓勵促進(jìn)發(fā)電企業(yè)開(kāi)展可再生能源開(kāi)發(fā)利用，并制定電網(wǎng)企業(yè)優(yōu)先調度和全額保障性收購可再生能源發(fā)電的具體辦法。與此同時(shí)，政府還負責指導有關(guān)風(fēng)電國標和行標的制定，如2011年審批通過(guò)了《風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統技術(shù)規定》(國標)以及《風(fēng)力發(fā)電機組振動(dòng)狀態(tài)監測導則》等17項風(fēng)電行業(yè)標準。

1995年、2000年、2007年、2008年以及2011年，我國政府部門(mén)對風(fēng)電發(fā)展規劃做了多次調整，先后出臺了多個(gè)可再生能源發(fā)展綱要及中長(cháng)期發(fā)展規劃，風(fēng)電發(fā)展的力度在逐步加大。其中，2008年的多個(gè)千萬(wàn)千瓦級風(fēng)電基地的規劃引領(lǐng)了中國風(fēng)電的跨越式發(fā)展。截至2011年年底，全國并網(wǎng)運行的風(fēng)電場(chǎng)超過(guò)500座，吊裝容量6 500萬(wàn)kW。其中，國家電網(wǎng)公司運營(yíng)范圍內并網(wǎng)運行的風(fēng)電裝機容量達到4 394萬(wàn)kW。

同德國風(fēng)電平穩式的發(fā)展相比，我國風(fēng)電的發(fā)展目前還處于一種階躍式的發(fā)展狀態(tài)，如圖3所示。根據2011年最新頒布的“可再生能源中長(cháng)期發(fā)展規劃”，未來(lái)近40年內我國風(fēng)電還將保持平均每年2 000萬(wàn)kW左右裝機的增長(cháng)速度，仍將面臨較大的風(fēng)電消納壓力。具體目標見(jiàn)表2。