中德風(fēng)電并網(wǎng)政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的比較研究

圖3 我國(guó)2000-2010年風(fēng)電裝機(jī)容量變化情況

表2 我國(guó)可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃風(fēng)電規(guī)模

1.2.2 風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

為保證風(fēng)電的順利并網(wǎng)，國(guó)家電網(wǎng)公司、內(nèi)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(dǎo)則(企標(biāo))，其中《國(guó)家電網(wǎng)公司風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》大部分內(nèi)容被納入到2011年12月30日正式頒布的新國(guó)標(biāo)《風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》之中。新國(guó)標(biāo)修改完善了原國(guó)標(biāo)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(yù)測(cè)、風(fēng)電場(chǎng)測(cè)試、風(fēng)電場(chǎng)二次系統(tǒng)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(nèi)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(guó)低電壓穿越能力要求。

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

圖4 我國(guó)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(guó)家電網(wǎng)公司還制定了包括《風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)功能規(guī)范》、《風(fēng)電調(diào)度運(yùn)行管理規(guī)范》、《風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容深度規(guī)定》等企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中《風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)功能規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)已升級(jí)為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)有力地保證了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和風(fēng)電的順利消納。

整體看來(lái)，德國(guó)新能源政策制定和技術(shù)發(fā)展是適應(yīng)形勢(shì)發(fā)展需要不斷進(jìn)行變化和調(diào)整的。政府、企業(yè)和各級(jí)協(xié)會(huì)之間始終保持著密切的聯(lián)系，每年都會(huì)定期召開技術(shù)研討會(huì)、交流會(huì)。政府的規(guī)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(yīng)的技術(shù)上的準(zhǔn)備。

截至目前，我國(guó)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。但隨著新問(wèn)題新情況的出現(xiàn)，有關(guān)并網(wǎng)的相關(guān)要求也必須適應(yīng)形勢(shì)的發(fā)展而不斷調(diào)整。例如，隨著近幾年風(fēng)電并網(wǎng)容量的快速增長(zhǎng)，高速發(fā)展過(guò)程中留下的安全隱患在逐步暴露，且呈現(xiàn)集中爆發(fā)態(tài)勢(shì)。2011年，國(guó)家電網(wǎng)公司經(jīng)營(yíng)范圍內(nèi)共發(fā)生較大規(guī)模風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)事故8起，脫網(wǎng)機(jī)組數(shù)量較大，其中38%的機(jī)組因高電壓脫網(wǎng)。很顯然，在解決風(fēng)電機(jī)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(guī)定也必須適應(yīng)這一新形勢(shì)而作出調(diào)整。

2 風(fēng)電并網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)認(rèn)證體系

2.1 德國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)認(rèn)證體系

德國(guó)的風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)檢測(cè)是強(qiáng)制性的，其認(rèn)證工作同樣是強(qiáng)制性的，風(fēng)電機(jī)組要同時(shí)滿足檢測(cè)和認(rèn)證的相關(guān)規(guī)定才能具備并網(wǎng)條件。

2.1.1 德國(guó)風(fēng)電認(rèn)證內(nèi)容及認(rèn)證機(jī)構(gòu)

表4所示為德國(guó)風(fēng)電認(rèn)證體系中主要認(rèn)證內(nèi)容。其中風(fēng)電場(chǎng)的型式認(rèn)證和項(xiàng)目認(rèn)證在我國(guó)已廣泛開展，本節(jié)重點(diǎn)介紹德國(guó)的風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)的模型認(rèn)證。

表4 德國(guó)風(fēng)電認(rèn)證體系內(nèi)容

依據(jù)德國(guó)2009版EEG及并網(wǎng)導(dǎo)則的相關(guān)規(guī)定：裝機(jī)容量大于1MW的新風(fēng)電場(chǎng)需要進(jìn)行并網(wǎng)導(dǎo)則符合性認(rèn)證，認(rèn)證內(nèi)容包括：機(jī)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(xiàn)、PQ曲線、保護(hù)開關(guān)關(guān)斷條件、重合閘、遠(yuǎn)程控制等。

在德國(guó)，風(fēng)電機(jī)組模型和風(fēng)電場(chǎng)的并網(wǎng)認(rèn)證是由獨(dú)立的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)完成的，比較知名的有德國(guó)電力系統(tǒng)和電力經(jīng)濟(jì)研究中心(FGH)、德國(guó)勞氏船級(jí)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(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)模型的認(rèn)證業(yè)務(wù)在德國(guó)已經(jīng)高度市場(chǎng)化、知識(shí)技術(shù)密集化，有越來(lái)越多的公司正在參與到這項(xiàng)工作中來(lái)，如MOE、Tüv Nord、KEMA、Bureau Veritas CPS、Wind Guard Certification等公司。通過(guò)認(rèn)證工作的深入開展，德國(guó)風(fēng)電行業(yè)積累了大量與并網(wǎng)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而還將其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)納入到IEC等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之中，為德國(guó)風(fēng)電制造技術(shù)和并網(wǎng)技術(shù)的國(guó)際化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.1.2 德國(guó)風(fēng)電認(rèn)證流程

德國(guó)的風(fēng)電認(rèn)證區(qū)分了新舊風(fēng)場(chǎng)的認(rèn)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(jī)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(jī)組并且并網(wǎng)的風(fēng)電場(chǎng)。對(duì)新風(fēng)場(chǎng)而言，其風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)必須通過(guò)認(rèn)證才能并網(wǎng)，而對(duì)舊風(fēng)場(chǎng)而言，主要通過(guò)價(jià)格補(bǔ)償機(jī)制促使通過(guò)認(rèn)證。需要說(shuō)明的是，在德國(guó)，無(wú)論是新舊風(fēng)場(chǎng)認(rèn)證，風(fēng)機(jī)的制造商都需要提供相應(yīng)機(jī)型的電氣模型，這些模型就是用于電力系統(tǒng)仿真的 Matlab/Powerfactory/PSCAD模型。