分散式風電的發(fā)展及規(guī)劃建設

付淑儀　葛偉偉　楊廣慶

【摘??要】隨著我國“三北地區(qū)”大面積集中式風電項目的建成，加上本地消納及外送能力不足，造成“棄風”限電問題凸顯。隨著風機技術進步，使得在負荷集中的中東南部地區(qū)發(fā)展分散式風電，可很好的解決風電消納問題。因此能源主管部門對分散式風電項目，逐步實現(xiàn)政策傾斜。通過了解分散式風電的政策標準，本文主要分析了分散式風電的發(fā)展以及規(guī)劃建設情況，針對其中影響電網(wǎng)平穩(wěn)運行的因素，提出相應的解決建議，為我國分散式風電發(fā)展貢獻一份力量。

【關鍵詞】分散式;風電;規(guī)劃

引言

從近年來我國風電發(fā)展情況來看，電網(wǎng)消納問題成為風電項目發(fā)展的主要問題，為了能夠突破這一瓶頸，分散式風電逐漸受到了人們的關注。與集中式風電相比較，分散式風電的規(guī)模小、但是對于能源的使用率卻很高，并且同時收益較快。分散式風電的出現(xiàn)與普及，能夠推動我國風電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，同時也能夠對各地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展起到一定程度的推動作用。本文主要對分散式風電的發(fā)展以及規(guī)劃進行分析，為今后我國分散式風電的發(fā)展提供理論依據(jù)。

1.分散式發(fā)電的簡要概述

1.1分散式風電的概念

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

1.2分散式風電的發(fā)展

2011年國家能源局印發(fā)了《關于分散式接入風電的通知》（國能新能[2011]226號），2018年印發(fā)了《分散式風電項目開發(fā)建設暫行管理辦法》（國能新能[2018]30號），國家能源局及相關部委出臺了若干鼓勵政策，可是由于早期分散式風電的發(fā)展速度不理想，處于初步研究階段，因此沒有相關的理論技術用以支撐實際建設開發(fā)。定邊狼爾溝分散式風電項目于2012年投運，是國內(nèi)少有的滿足在110kv及以下配電系統(tǒng)消納的分散式風電項目[2]。

從2018年至今，隨著相關政策的出臺，我國已經(jīng)對風電發(fā)展進行了新的規(guī)劃，同時提出了分散式風電不參與市場競爭，為分散式風電行業(yè)提供了良好的發(fā)展環(huán)境。

2.分散式風電的重要性

2.1與電網(wǎng)電壓存在直接關聯(lián)

分散式風電與電網(wǎng)之間存在著最為緊密的聯(lián)系，分散式風電的運行直接影響到電網(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)域的電壓也會被升高[3]。

2.2與繼電保護間的關聯(lián)

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

還有就是對系統(tǒng)電壓的影響，在接入分散式風電以后，無功負荷的變化會導致系統(tǒng)電壓發(fā)生不同程度的變化，在輸出端的電壓會逐漸增大。電壓升高的范圍與接入風電的區(qū)域有著直接聯(lián)系。電網(wǎng)在進行風電接入以后，如果風電的變化與原有的電網(wǎng)負荷變化能夠達到統(tǒng)一的話，那么將會對電網(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，分散式風電都是采用110KV或者是小于110kv的電網(wǎng)，并且由于分散式風電的接入，直接導致了原本的電網(wǎng)結構產(chǎn)生了變化，潮流方向也發(fā)生了改變。與此同時，由于分散式風電的輸電功率對帶動電壓發(fā)生變化，因此在接入分散式風電后，對于電壓的控制也是一大難題[4]。

3.分散式風電的發(fā)展及規(guī)劃建設

3.1項目選址

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

3.2裝機容量

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

模擬法：P分散?=αP平均/（1-A）

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

還有一種常見的方法就是負荷分類法，擬接入變電站的負荷主要為I類負荷時，分散式風電裝機規(guī)?？扇≡撜鹃L期運行的最大負荷;擬接入變電站的負荷主要為II類負荷時，分散式風電裝機規(guī)?？扇≡撜鹃L期運行最大負荷的60%～70%;擬接入變電站的負荷主要為III類負荷時，分散式風電裝機規(guī)模可取該站長期運行的平均負荷。

通過對這兩種方式進行分析可以了解到，模擬法考慮的情況較多，因此其最后的計算結果相對精準。而負荷分類法主要是基于原有的理論，配置方式過于陳舊，難以應對裝機容量確認工作。通過了解分散式風電的特點以及規(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?？紤]分散式風電無棄風現(xiàn)象，以某區(qū)域平均負荷10MW為例，分散式風電的配置容量約為23MW，分散式風電場配置的裝機容量約為變電站平均負荷的2.3倍。

3.3運行控制

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

通過分析相關文獻可以了解到，有了一種包含無功預測、無功整定、無功分配的三層新型分散式風電場無功協(xié)調(diào)控制策略。無功預測主要是采用兩個層面上的方式對設備的輸出能力進行預估。而整定則是涉及到設備的自身補償功能。無功分配是在考慮到風速影響的情況下，篩選風電設備，控制其輸出功率，已達到最終的控制效果。

4.結語

綜上所述，為了積極應對國家能源節(jié)約的建設需求，有關部門對風電開發(fā)的新途徑進行了探索，分散式風電正是在這一探索過程中的成果。分散式風電的出現(xiàn)推動了我國風電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，與此同時，基于分散式風電的特征，就地消耗能夠對當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展起到一定程度的推動作用。分散式風電的出現(xiàn)不僅實現(xiàn)了實現(xiàn)了我國節(jié)能建設需求，同時也推動了國家經(jīng)濟的發(fā)展與進步。

參考文獻：

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

[2]劉昊，王瑋，崔嘉.分散式風電多點接入?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：探索風電創(chuàng)新發(fā)展的未來之路[J].風能，2019（11）：32-34.

[4]許崇偉.分散式風電并網(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.中南電力設計院有限公司;2.3.華潤電力華中大區(qū)）