秦海巖：不要讓并網(wǎng)標準殺死新能源產(chǎn)業(yè)

2017-12-29 11:58:28 來源:北極星風力發(fā)電網(wǎng) 作者:秦海巖　點擊量：評論 (0)

《風電場接入電力系統(tǒng)規(guī)定》GB T-19963-2011自發(fā)布以來已經(jīng)執(zhí)行到了第六個年頭，當時風電行業(yè)內(nèi)關于這個標準的爭議和討論，以及隨之而來的大改造過程和幾十億元的改造投入還歷歷在目，歲月如梭，新的一輪修訂工作

也許未來新能源真的成為最重要的電源主力的那一天，這個說法會開始有點道理，那么，悖論來了：

為什么在一個新型發(fā)電裝置為主的系統(tǒng)中，還必須去模擬傳統(tǒng)同步機的性狀呢？為何不是反過來呢？為什么不是各取所長呢？不能因為我們研究了100年的同步電機，對它最熟悉，就形成這樣的路徑依賴吧？這才是科研真正應該投入的方向，而不是卯足了勁削足適履。

至于“新能源電源必須參與調(diào)頻”這樣的結(jié)論，就更加是借題發(fā)揮了。就華東那次事故而言，結(jié)論其實很明確：網(wǎng)內(nèi)火電機組一次調(diào)頻響應普遍不合格（大機組合格率僅30%，中小機組尚無統(tǒng)計）。不知什么樣的邏輯能夠推導出“因此新能源需要參與調(diào)頻”。要知道15年底華東網(wǎng)境內(nèi)新能源裝機容量占比不過5%，平均出力恐怕1%多一點，這樣的細小胳膊不知能產(chǎn)生多大的影響。監(jiān)管機構出幾個短差，下幾個文件，隨機抽檢幾個火電的一次調(diào)頻響應，產(chǎn)生的效果足以讓新能源的任何改變都忽略不計了。

其實真正的殺招在這里：參與調(diào)頻的電源是必須留出足夠旋轉(zhuǎn)備用的！某些方面直接提出：因為必須參與調(diào)頻，所以新能源電源必須常態(tài)限電其總?cè)萘康?%-10%以備不時之需，無論是不是真的不能消納?。ㄗ⒁馐强?cè)萘康?%-10%，新能源無論是風還是光由于自然稟賦因素通常平均利用功率也不過11%-30%，這意味著平均棄電30%以上），這不僅讓我們想到了“圖窮匕現(xiàn)”的故事。如果真的實行了這個參與一次調(diào)頻的要求，再給大家粗略地算一個數(shù)：全國風電累計裝機容量1.7億千瓦，年平均功率按額定功率的25%計算，上網(wǎng)電價按全國平均0.5元/千瓦時，備用6%額定容量參與一次調(diào)頻，將造成全國每年限電損失電量約890億千瓦時，直接經(jīng)濟損失約446億元。光伏發(fā)電由于利用率只有風電一半上下，損失比例比風電還要高得的多，基本接近于不讓發(fā)電了。

為什么一個出趟差檢查幾次就能有效的事情，卻有人想出、并力推永遠放棄全網(wǎng)1/3以上的清潔電力，還幾乎注定沒有效果的解決方案呢？這其中的真實目的究竟是什么呢？

即使是新能源裝機占比較高的西北東北，由于他們是毫無疑義的大送端，如果同樣的直流事故發(fā)生，只會面臨大量的功率過剩，那自然也不需要新能源出來頂出力，趕快麻利的切除，別發(fā)了才是正事兒。

這個“新能源調(diào)頻”究竟是拿來干什么的呢? 恐怕給常態(tài)的高額棄風限電這種顯而易見的違法行為找一個固定明確的“合法理由”算是一個效果，亦或者是為現(xiàn)有頻率穩(wěn)定問題找一個“背鍋俠”？

風電和光伏的高電壓穿越能力

所謂“高電壓穿越能力”，就是說當電網(wǎng)由于故障等緊急情況短暫出現(xiàn)高于額定電壓范圍的電壓時，設備應該能頂一段時間不要脫網(wǎng)以擴大事故。

隨著三北地區(qū)大型特高壓直流線路投產(chǎn)，某些機構越發(fā)急迫地要求新能源電源具備“高電壓穿越能力”，而且是全世界最高的“高穿能力”。那么問題來了，模模糊糊一句“電網(wǎng)由于緊急故障導致網(wǎng)內(nèi)高電壓”，似乎是不愿意闡述太多細節(jié)。然而細節(jié)出魔鬼。

短暫的高電壓是怎么來的呢？暫態(tài)過電壓在系統(tǒng)中有不同的時間尺度，最短的來勢兇猛的通常稱為“雷擊過電壓”（因為主要來源是雷擊），稍長的稱為“操作過電壓”（主要來源于設備連接狀態(tài)的突變），這倆都是微秒級，至多毫秒級。從此番修改的動議來看，要求新能源電源承受的是秒級時間尺度的過電壓，顯然針對的不是前兩位。事實上，這一要求的針對對象只有一個，那就是“特高壓直流”事故導致的送端系統(tǒng)工頻、長時間大幅的過電壓。

我國建設超高壓直流已有近30年歷史，我國第一條特高壓直流楚穗也至少是7年前的事情了，之后的溪洛渡、錦屏等特高壓直流送出工程陸續(xù)投產(chǎn)，我國風電光伏的大規(guī)模發(fā)展也快10年了，怎么如今突然冒出了“送端系統(tǒng)工頻、長時間大幅的過電壓”了呢？

原來近期投產(chǎn)的項目，送端都給放在電網(wǎng)結(jié)構薄弱，短路容量嚴重不足的地方去了，而且單個容量還越建越大。2014年投產(chǎn)的某特高壓輸電工程，總計800萬千瓦的輸送容量，送端就給安排了近700萬千瓦的新建煤電機組，剩下的稍微搭配一些新能源，美其名曰“促進新能源送出”。不成想到，投產(chǎn)以后幾乎從未能長期達到送出500萬千瓦以上的工作狀態(tài)。技術上運行上問題多多，故障情況下送端電網(wǎng)的長時間大幅值過電壓現(xiàn)象只是其中之一罷了。

“小的送端短路比必然帶來直流故障情況下的嚴重過電壓”，也許對于非專業(yè)人士來說這句話每個字都認識，就是不知道什么意思，但是對于直流領域?qū)I(yè)人士來說就像是“大米飯放一個星期會餿掉”一樣的生活常識。這樣的一種“沒有問題也要制造問題”的工程規(guī)劃安排，是怎么被號稱技術實力“世界最強”的電網(wǎng)企業(yè)給執(zhí)行到底的，為什么不能稍微多花點錢繞開這個問題，圈內(nèi)爭議10多年了，不是我們今天討論的對象。就說后果，那個原計劃只是用來“錦上添花”，搭便車被送出的一點“新能源”怎么又躺槍成了特高壓直流的“背鍋俠”了呢？

據(jù)測算，單臺機組改造費用約為4-7萬元，對全國存量風電機組的改造費用約為50-80億元，且1MW及以下老舊機組不具備改造條件；改造期間的電量損失也是天文數(shù)字。誰犯的錯誤，誰付出代價解決難道不是社會共同價值觀么？為什么要新能源來背？

即使不去討論誰付出代價的問題，就談技術上的亡羊補牢，某些單位提出的技術指標也嚴重缺乏嚴肅性：新能源電源需要耐受1.3倍的額定電壓，至于必須耐受的時長幾乎每個季度都要提出新的指標，越來越長，已經(jīng)向秒級邁進了，拍腦袋的痕跡極為明顯。然而，還是細節(jié)里的魔鬼，這么高的持續(xù)工頻電壓，在我國普遍沒那么高磁通冗余度的中低壓箱變面前，先不說是不是首先就會點爆一批，就說大幅攀升的涌流帶來的非線性電感效應，也足以讓后面的新能源設備根本看不到1.3倍的額定電壓了。想當然地把750kV的電壓動態(tài)當作690V的普遍現(xiàn)象，這樣的“嚴謹”工作態(tài)度實在讓人大跌眼鏡。