探索新能源技術(shù) 助力公司電網(wǎng)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變

在廣袤無垠的草原上，無數(shù)高大的白色風機緩慢地旋轉(zhuǎn)著，灰色金屬質(zhì)地太陽能電池板在陽光下熠熠閃爍，將大自然賦與的風能、太陽能不斷轉(zhuǎn)化為清潔電能。這些新能源的規(guī)�；�發(fā)展，有效促進了我國實現(xiàn)經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護的雙贏。10月15日，國家電網(wǎng)公司董事長、黨組書記劉振亞在出席第22屆世界能源大會時指出，過去十年，全球風電和太陽能發(fā)電裝機累計增長了8倍和44倍，中國增長了158倍和183倍。隨著黨的十八屆二中全會將生態(tài)文明建設(shè)提升到與社會主義經(jīng)濟建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會建設(shè)同等高度，新能源的發(fā)展也因我國生態(tài)文明建設(shè)的推進得到飛速增長。

但風電、光伏受氣候和天氣條件影響，也給并網(wǎng)工作出了難題。以風電為例，據(jù)測算，風速變化1米/秒，一個100兆瓦的大型風電場的發(fā)電量變化最大可達22兆瓦。給電網(wǎng)的發(fā)、供、需實時平衡帶來巨大風險。

為更好地服務(wù)我國新能源的開發(fā)和利用，國家電網(wǎng)公司不斷加大新能源技術(shù)的研發(fā)力度。作為公司綜合性科研機構(gòu)，中國電科院將新能源技術(shù)研究作為重要攻關(guān)方向，努力解決新能源開發(fā)的各類技術(shù)難題。研究成果廣泛應(yīng)用，為公司提供大量卓有成效的技術(shù)支撐，全力助推公司電網(wǎng)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變。

科技創(chuàng)新：讓新能源并網(wǎng)技術(shù)更成熟

一列電氣化火車高速通過，不遠處某大型風電場的監(jiān)控室內(nèi)，屏幕上的功率曲線驟然降低——場內(nèi)大量風機再一次遭遇了跳閘脫網(wǎng)……在風電飛速發(fā)展的2011年，我國遭遇了這樣大規(guī)模風電脫網(wǎng)事故共8起，酒泉更連續(xù)發(fā)生3次大規(guī)模風電脫網(wǎng)事故，最嚴重時一次脫網(wǎng)風機達千余臺，從一個側(cè)面反應(yīng)出新能源并網(wǎng)的問題在我國已十分嚴竣。

與歐洲各國不同，我國風電、光伏等新能源集中大規(guī)模開發(fā)，接入電網(wǎng)末端，新能源電源與電網(wǎng)交互影響嚴重。在國家科技部和國家電網(wǎng)公司的大力支持下，中國電科院組織了數(shù)百人的科研團隊著力突破風電功率預(yù)測與調(diào)度運行技術(shù)、風電機組抗擾動與安全運行技術(shù)等難題，在風電功率預(yù)測、優(yōu)化調(diào)度、并網(wǎng)仿真和試驗檢測等關(guān)鍵技術(shù)方面取得重大突破，項目主要成果達到國際領(lǐng)先水平。在該研究成果的支撐下，目前我國風電功率預(yù)測系統(tǒng)的預(yù)測容量已占2012年并網(wǎng)容量的82%;風電優(yōu)化調(diào)度計劃系統(tǒng)已應(yīng)用于吉林、新疆和西北等地多個高風電穿透率電網(wǎng);基于風電并網(wǎng)仿真平臺完成了13個省(區(qū))、7個千萬千瓦級風電基地接納能力，以及251個風電場并網(wǎng)專題研究。經(jīng)測算，項目成果的應(yīng)用有效提高了我國風電受限地區(qū)的風電利用率10%以上，每年可減少棄風電量50多億千瓦時，凈增發(fā)電效益超過25億元。

與風電情況相同，大規(guī)模光伏電站的末端接入同樣對電網(wǎng)的有功功率平衡和優(yōu)化調(diào)度帶來巨大的影響。2010年，中國電科院牽頭開展光伏發(fā)電預(yù)測技術(shù)的研究，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了光伏發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)。目前，該系統(tǒng)已在三個省(區(qū))調(diào)投入業(yè)務(wù)化運行并在多個光伏電站推廣應(yīng)用，預(yù)測容量已突破100萬千瓦，預(yù)測規(guī)模居世界首位。根據(jù)運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，系統(tǒng)超短期預(yù)測月均方根誤差僅在10%左右，預(yù)測精度達到世界領(lǐng)先水平，填補了一項世界范圍的技術(shù)空白。

近年來，中國電科院在新能源領(lǐng)域共承擔包括國家級科技項目在內(nèi)的各類科技項目近百項。在新能源并網(wǎng)分析與評價技術(shù)、新能源預(yù)測和氣象應(yīng)用技術(shù)、新能源調(diào)度和運行控制技術(shù)、新能源發(fā)電關(guān)鍵控制裝備研發(fā)等方面均取得了豐碩成果。

在積極開展新能源科技攻關(guān)的同時，中國電科院依托具有國際領(lǐng)先水平的新能源設(shè)備并網(wǎng)檢測中心——國家能源大型風電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)(實驗)中心和國家能源太陽能發(fā)電研發(fā)(實驗)中心，開展新能源設(shè)備的檢測與研發(fā)，2009年以來，累計完成50余個制造商150余種型號風電機組的試驗與檢測，覆蓋全部國內(nèi)的量產(chǎn)機型;完成79座各類光伏電站，共計311個測試子項的檢測，有效防止了大型風電、光伏電站脫網(wǎng)事故的發(fā)生。

兩個中心的設(shè)計能力不僅適用于檢測，還可作為研發(fā)平臺支持我國新能源設(shè)備技術(shù)的試驗研發(fā)，對于提升我國風電和光伏制造業(yè)整體水平意義重大。以風電行業(yè)為例，在檢測的同時，中國電科院與國內(nèi)制造廠商充分分享檢測成果，研究改進措施，不斷促進國產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)進步。2010年，我國通過低電壓穿越檢測的機型，主控系統(tǒng)和變流器均為國外產(chǎn)品或采用國外技術(shù)。三年多來，在各生產(chǎn)廠商與中國電科院的共同努力下，檢測通過機型的主控系統(tǒng)國產(chǎn)化比例已達66.7%，變流器國產(chǎn)化比例達55.1%。一些廠家的主流機型主控系統(tǒng)和變流器已實現(xiàn)全部國產(chǎn)化。此外，由于兩個中心的檢測報告均得到國際認證機構(gòu)互認可，可最大限度地支持國內(nèi)設(shè)備制造商產(chǎn)品打入國際市場。

當前，中國電科院在新能源領(lǐng)域的整體技術(shù)水平已獲得了國際業(yè)界的認可。2013年3月國際電工委員會(IEC)成立的“大容量可再生能源發(fā)電接入電網(wǎng)”技術(shù)分委會秘書處就設(shè)在國家能源大型風電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)(實驗)中心，這對于我國爭取新能源行業(yè)的國際話語權(quán)具有重要意義。

分布式能源：微電網(wǎng)讓用電不再成問題

嚴格的測試和周到的服務(wù)讓風電機組、光伏發(fā)電站等眾多設(shè)備更安全可靠地發(fā)揮作用，也為大規(guī)模新能源基地替代傳統(tǒng)能源提供了保障。然而，在我國西北人煙稀少遼闊地域內(nèi),一些牧民仍然居無定所，遷徙頻繁，這時候零散的新能源配置就成為了有益補充，滲透至傳統(tǒng)送電方式所不能及的地區(qū)。

分布式能源和微電網(wǎng)技術(shù)可極方便地解決偏遠或人口稀少地區(qū)能源供應(yīng)問題。近年來，公司已建設(shè)若干分布式電源并網(wǎng)及微電網(wǎng)示范工程。在公司部署下，中國電科院大力開展新能源技術(shù)在分布式能源和微電網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用。在2011年開工建設(shè)的呼倫貝爾市陳巴爾虎旗赫爾洪德生態(tài)移民新村建設(shè)智能電網(wǎng)項目——“分布式發(fā)電/儲能及微電網(wǎng)接入控制試點工程”中，中國電科院發(fā)揮了強大的科技支撐作用。通過該工程建設(shè)，取得了在農(nóng)村配電網(wǎng)建設(shè)中分布式電源、儲能與微電網(wǎng)接入控制和能量優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)的重大突破，自主研發(fā)了微電網(wǎng)集中控