秦海岩：不要让并网标准杀死新能源产业

2017-12-29 11:58:28 来源:北极星风力发电网作者:秦海岩　点击量：评论 (0)

《风电场接入电力系统规定》GB T-19963-2011自发布以来已经执行到了第六个年头，当时风电行业内关于这个标准的争议和讨论，以及随之而来的大改造过程和几十亿元的改造投入还历历在目，岁月如梭，新的一轮修订工作

也许未来新能源真的成为最重要的电源主力的那一天，这个说法会开始有点道理，那么，悖论来了：

为什么在一个新型发电装置为主的系统中，还必须去模拟传统同步机的性状呢？为何不是反过来呢？为什么不是各取所长呢？不能因为我们研究了100年的同步电机，对它最熟悉，就形成这样的路径依赖吧？这才是科研真正应该投入的方向，而不是卯足了劲削足适履。

至于“新能源电源必须参与调频”这样的结论，就更加是借题发挥了。就华东那次事故而言，结论其实很明确：网内火电机组一次调频响应普遍不合格（大机组合格率仅30%，中小机组尚无统计）。不知什么样的逻辑能够推导出“因此新能源需要参与调频”。要知道15年底华东网境内新能源装机容量占比不过5%，平均出力恐怕1%多一点，这样的细小胳膊不知能产生多大的影响。监管机构出几个短差，下几个文件，随机抽检几个火电的一次调频响应，产生的效果足以让新能源的任何改变都忽略不计了。

其实真正的杀招在这里：参与调频的电源是必须留出足够旋转备用的！某些方面直接提出：因为必须参与调频，所以新能源电源必须常态限电其总容量的6%-10%以备不时之需，无论是不是真的不能消纳！（注意是总容量的6%-10%，新能源无论是风还是光由于自然禀赋因素通常平均利用功率也不过11%-30%，这意味着平均弃电30%以上），这不仅让我们想到了“图穷匕现”的故事。如果真的实行了这个参与一次调频的要求，再给大家粗略地算一个数：全国风电累计装机容量1.7亿千瓦，年平均功率按额定功率的25%计算，上网电价按全国平均0.5元/千瓦时，备用6%额定容量参与一次调频，将造成全国每年限电损失电量约890亿千瓦时，直接经济损失约446亿元。光伏发电由于利用率只有风电一半上下，损失比例比风电还要高得的多，基本接近于不让发电了。

为什么一个出趟差检查几次就能有效的事情，却有人想出、并力推永远放弃全网1/3以上的清洁电力，还几乎注定没有效果的解决方案呢？这其中的真实目的究竟是什么呢？

即使是新能源装机占比较高的西北东北，由于他们是毫无疑义的大送端，如果同样的直流事故发生，只会面临大量的功率过剩，那自然也不需要新能源出来顶出力，赶快麻利的切除，别发了才是正事儿。

这个“新能源调频”究竟是拿来干什么的呢? 恐怕给常态的高额弃风限电这种显而易见的违法行为找一个固定明确的“合法理由”算是一个效果，亦或者是为现有频率稳定问题找一个“背锅侠”？

风电和光伏的高电压穿越能力

所谓“高电压穿越能力”，就是说当电网由于故障等紧急情况短暂出现高于额定电压范围的电压时，设备应该能顶一段时间不要脱网以扩大事故。

随着三北地区大型特高压直流线路投产，某些机构越发急迫地要求新能源电源具备“高电压穿越能力”，而且是全世界最高的“高穿能力”。那么问题来了，模模糊糊一句“电网由于紧急故障导致网内高电压”，似乎是不愿意阐述太多细节。然而细节出魔鬼。

短暂的高电压是怎么来的呢？暂态过电压在系统中有不同的时间尺度，最短的来势凶猛的通常称为“雷击过电压”（因为主要来源是雷击），稍长的称为“操作过电压”（主要来源于设备连接状态的突变），这俩都是微秒级，至多毫秒级。从此番修改的动议来看，要求新能源电源承受的是秒级时间尺度的过电压，显然针对的不是前两位。事实上，这一要求的针对对象只有一个，那就是“特高压直流”事故导致的送端系统工频、长时间大幅的过电压。

我国建设超高压直流已有近30年历史，我国第一条特高压直流楚穗也至少是7年前的事情了，之后的溪洛渡、锦屏等特高压直流送出工程陆续投产，我国风电光伏的大规模发展也快10年了，怎么如今突然冒出了“送端系统工频、长时间大幅的过电压”了呢？

原来近期投产的项目，送端都给放在电网结构薄弱，短路容量严重不足的地方去了，而且单个容量还越建越大。2014年投产的某特高压输电工程，总计800万千瓦的输送容量，送端就给安排了近700万千瓦的新建煤电机组，剩下的稍微搭配一些新能源，美其名曰“促进新能源送出”。不成想到，投产以后几乎从未能长期达到送出500万千瓦以上的工作状态。技术上运行上问题多多，故障情况下送端电网的长时间大幅值过电压现象只是其中之一罢了。

“小的送端短路比必然带来直流故障情况下的严重过电压”，也许对于非专业人士来说这句话每个字都认识，就是不知道什么意思，但是对于直流领域专业人士来说就像是“大米饭放一个星期会馊掉”一样的生活常识。这样的一种“没有问题也要制造问题”的工程规划安排，是怎么被号称技术实力“世界最强”的电网企业给执行到底的，为什么不能稍微多花点钱绕开这个问题，圈内争议10多年了，不是我们今天讨论的对象。就说后果，那个原计划只是用来“锦上添花”，搭便车被送出的一点“新能源”怎么又躺枪成了特高压直流的“背锅侠”了呢？

据测算，单台机组改造费用约为4-7万元，对全国存量风电机组的改造费用约为50-80亿元，且1MW及以下老旧机组不具备改造条件；改造期间的电量损失也是天文数字。谁犯的错误，谁付出代价解决难道不是社会共同价值观么？为什么要新能源来背？

即使不去讨论谁付出代价的问题，就谈技术上的亡羊补牢，某些单位提出的技术指标也严重缺乏严肃性：新能源电源需要耐受1.3倍的额定电压，至于必须耐受的时长几乎每个季度都要提出新的指标，越来越长，已经向秒级迈进了，拍脑袋的痕迹极为明显。然而，还是细节里的魔鬼，这么高的持续工频电压，在我国普遍没那么高磁通冗余度的中低压箱变面前，先不说是不是首先就会点爆一批，就说大幅攀升的涌流带来的非线性电感效应，也足以让后面的新能源设备根本看不到1.3倍的额定电压了。想当然地把750kV的电压动态当作690V的普遍现象，这样的“严谨”工作态度实在让人大跌眼镜。