中德風(fēng)電并網(wǎng)政策和技術(shù)標準的比較研究

圖3 我國2000-2010年風(fēng)電裝機容量變化情況

表2 我國可再生能源中長(cháng)期發(fā)展規劃風(fēng)電規模

1.2.2 風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)標準體系

為保證風(fēng)電的順利并網(wǎng)，國家電網(wǎng)公司、內蒙古電網(wǎng)公司等電網(wǎng)企業(yè)于2009年分別制定并頒布實(shí)施了各自的風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)導則(企標)，其中《國家電網(wǎng)公司風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)規定》大部分內容被納入到2011年12月30日正式頒布的新國標《風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統技術(shù)規定》之中。新國標修改完善了原國標中有關(guān)風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制、無(wú)功功率/電壓控制、風(fēng)電場(chǎng)功率預測、風(fēng)電場(chǎng)測試、風(fēng)電場(chǎng)二次系統等技術(shù)條款，并增加了風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越能力(LVRT)要求的相關(guān)內容。表3所示為中德關(guān)于風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越能力具體技術(shù)要求的比較，圖4為我國低電壓穿越能力要求。

表3 中德并網(wǎng)導則中風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越能力要求

圖4 我國低電壓穿越能力要求示意

與此同時(shí)，為保證風(fēng)電行業(yè)的健康發(fā)展，國家電網(wǎng)公司還制定了包括《風(fēng)電功率預測系統功能規范》、《風(fēng)電調度運行管理規范》、《風(fēng)電場(chǎng)接入系統設計內容深度規定》等企業(yè)標準，其中《風(fēng)電功率預測系統功能規范》等標準已升級為行業(yè)標準。這些標準有力地保證了電網(wǎng)的安全穩定運行和風(fēng)電的順利消納。

整體看來(lái)，德國新能源政策制定和技術(shù)發(fā)展是適應形勢發(fā)展需要不斷進(jìn)行變化和調整的。政府、企業(yè)和各級協(xié)會(huì )之間始終保持著(zhù)密切的聯(lián)系，每年都會(huì )定期召開(kāi)技術(shù)研討會(huì )、交流會(huì )。政府的規劃、企業(yè)的技術(shù)要求可以在需求的提出階段便為整個(gè)行業(yè)知曉并做好相應的技術(shù)上的準備。

截至目前，我國新能源政策支持體系正向日趨完備的方向發(fā)展，新能源政策和技術(shù)的具體要求也日趨完善。但隨著(zhù)新問(wèn)題新情況的出現，有關(guān)并網(wǎng)的相關(guān)要求也必須適應形勢的發(fā)展而不斷調整。例如，隨著(zhù)近幾年風(fēng)電并網(wǎng)容量的快速增長(cháng)，高速發(fā)展過(guò)程中留下的安全隱患在逐步暴露，且呈現集中爆發(fā)態(tài)勢。2011年，國家電網(wǎng)公司經(jīng)營(yíng)范圍內共發(fā)生較大規模風(fēng)電機組脫網(wǎng)事故8起，脫網(wǎng)機組數量較大，其中38%的機組因高電壓脫網(wǎng)。很顯然，在解決風(fēng)電機組低電壓穿越能力的同時(shí)，高電壓穿越也已成為風(fēng)電發(fā)展過(guò)程中一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，有關(guān)技術(shù)規定也必須適應這一新形勢而作出調整。

2 風(fēng)電并網(wǎng)檢測技術(shù)認證體系

2.1 德國風(fēng)電并網(wǎng)認證體系

德國的風(fēng)電機組并網(wǎng)檢測是強制性的，其認證工作同樣是強制性的，風(fēng)電機組要同時(shí)滿(mǎn)足檢測和認證的相關(guān)規定才能具備并網(wǎng)條件。

2.1.1 德國風(fēng)電認證內容及認證機構

表4所示為德國風(fēng)電認證體系中主要認證內容。其中風(fēng)電場(chǎng)的型式認證和項目認證在我國已廣泛開(kāi)展，本節重點(diǎn)介紹德國的風(fēng)電機組和風(fēng)電場(chǎng)的模型認證。

表4 德國風(fēng)電認證體系內容

依據德國2009版EEG及并網(wǎng)導則的相關(guān)規定：裝機容量大于1MW的新風(fēng)電場(chǎng)需要進(jìn)行并網(wǎng)導則符合性認證，認證內容包括：機組本體的有功控制、電能質(zhì)量、低電壓穿越能力、無(wú)功支撐能力、短路電流貢獻、PQ曲線(xiàn)、保護開(kāi)關(guān)關(guān)斷條件、重合閘、遠程控制等。

在德國，風(fēng)電機組模型和風(fēng)電場(chǎng)的并網(wǎng)認證是由獨立的第三方檢測機構完成的，比較知名的有德國電力系統和電力經(jīng)濟研究中心(FGH)、德國勞氏船級社(GL) 等企業(yè)或協(xié)會(huì )，其中FGH和GL的市場(chǎng)占有率總和超過(guò)了80%。風(fēng)電機組和風(fēng)電場(chǎng)模型的認證業(yè)務(wù)在德國已經(jīng)高度市場(chǎng)化、知識技術(shù)密集化，有越來(lái)越多的公司正在參與到這項工作中來(lái)，如MOE、Tüv Nord、KEMA、Bureau Veritas CPS、Wind Guard Certification等公司。通過(guò)認證工作的深入開(kāi)展，德國風(fēng)電行業(yè)積累了大量與并網(wǎng)相關(guān)的經(jīng)驗，進(jìn)而還將其相關(guān)標準納入到IEC等國際標準之中，為德國風(fēng)電制造技術(shù)和并網(wǎng)技術(shù)的國際化奠定了堅實(shí)的基礎。

2.1.2 德國風(fēng)電認證流程

德國的風(fēng)電認證區分了新舊風(fēng)場(chǎng)的認證工作。所謂新風(fēng)場(chǎng)是指2009年1月1日以后安裝風(fēng)電機組并且并網(wǎng)的風(fēng)電場(chǎng)。所謂舊風(fēng)場(chǎng)的定義是在2002年至2008 年期間安裝風(fēng)電機組并且并網(wǎng)的風(fēng)電場(chǎng)。對新風(fēng)場(chǎng)而言，其風(fēng)電機組和風(fēng)電場(chǎng)必須通過(guò)認證才能并網(wǎng)，而對舊風(fēng)場(chǎng)而言，主要通過(guò)價(jià)格補償機制促使通過(guò)認證。需要說(shuō)明的是，在德國，無(wú)論是新舊風(fēng)場(chǎng)認證，風(fēng)機的制造商都需要提供相應機型的電氣模型，這些模型就是用于電力系統仿真的 Matlab/Powerfactory/PSCAD模型。