国内单机功率大的风力发电机组正式下线
- 2013/11/8 10:53:435379
突破
为解决风电发展的瓶颈问题，我国确立了今后风电发展的基本方向：一是集中开发和分散发展并重；二是在“三北”及东部沿海风能资源丰富的地区，积极落实电力输送通道和消纳市场，稳步推进大型风电基地项目建设；三是加快风能资源相对丰富、电力消纳条件好的内陆地区的风电开发；四是鼓励各地区建设接入低压配电网的分散式风电项目，积极稳妥地推进海上风电开发。
并网电压跌落到零时，风机设备能坚持200毫秒不脱网
“这就是电器控制柜，它是风电机组的控制系统，相当于人的‘大脑’。”6月26日，在国电联合动力技术（保定）有限公司整机生产车间，工作人员指着一个将近两米高的柜子说：“控制系统具备零电压穿越能力，可以使机组具有良好的电网适应性。在并网电压跌落到零时，风机设备能坚持200毫秒不脱网。”
200毫秒能干什么？甚至来不及眨一下眼，时间短到几乎可以忽略不计。然而，“这可是‘救命’的200毫秒，是世界上对风电机组严苛的要求。”王洪斌说，“夺”来的200毫秒能给电网赢得足够的时间进行电力平衡，避免大面积停电事故的发生，可以极大提高电网的安全稳定性。
从2009年在行业内首先提出“电网友好型风力发电机组”概念并进入自主研发阶段，在基本没有任何技术参照的情况下，两年多时间里，重点实验室通过成百上千次实验进行摸索，先后完成包括控制系统响应时间、控制策略、整体可靠性等多项风电接纳能力及运行规律研究报告。“技术核心是在并网点电压跌落时，风机能够保持甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复。”井延伟解释，风力发电机的主控系统、变频器和变桨系统均连接设有UPS电源和相关装置。零电压穿越状态启动后，由UPS电源供电，由变流器的发电机转子控制单元向电网发送无功补偿；在电网电压返回到正常工作电压之后，零电压穿越模式会关闭，风力发电机的有功功率增加到设定值。
“仅仅五分之一秒，却含义深远。”王洪斌表示，零电压技术的突破，是我国风机设备低电压穿越技术的里程碑式进步。
机遇
国产风机具备标准，拿到进入欧美国家准入证。
“截至5月底，6台出口到美国的1.5MW近海风机已经成功发电600多万度，未发生一起脱网事故。”近日，来自美国方面的这一反馈令井延伟感到欣慰。自去年6月8日从保定起运，作为我国首批出口到美国的近海风机，井延伟一直密切关注这一检验他们零电压穿越技术成果的真正实践。“目前美国业主对此高度评价，预计有望迎来后续订单。”
零电压穿越技术的突破，不仅为国内风机并网提供技术支撑，还为国产风机设备出口打开一扇大门。
从国外风机技术发展趋势来看，一般来说，综合风机制造、运输、吊装和基础等因素单机容量越大，风机单位千瓦的造价就越低。基于经济效益的优势，风机单机容量将朝更大功率方向发展。近年来，欧洲提出了2020年海上风电规模达到4000万千瓦的宏伟目标。目前，德国Repower的5兆瓦和6兆瓦，Enercon的4.5兆瓦和6兆瓦风机已经开始批量生产，并投入运行。“新技术的应用，使风机竞争力更强，意味着国产风机具备了同步的标准，相当于我们拿到了一张进入欧美国家的准入证，为日后国产风机设备出口美洲、欧洲等国家打下了坚实的基础。”井延伟表示。
“目前正在连云港进行中试的6MW海上风电机组，具备零电压穿越能力，在额定功率时每小时能发电6000度，如果中试成功，可以满足6000户普通家庭一年的用电量，从而在大功率机组研制方面达到水平。”
新技术带来的新机遇远不止这些。“我们已经成功实现多型号电控系统、叶片等关键零部件的自主设计和生产。”井延伟说，电控系统是风电机组的核心单元之一，包括控制系统、变流器及变桨系统等配套产品，是左右风力发电机组性能的关键单元。目前，国内风电机组电控系统基本还是以国外进口为主。“掌握核心零部件的设计和自产，意在打造具有中国自主知识产权的完整产业链，对中国风电行业的技术发展有重要推动作用。”“未来，风电的发展趋势是机组由小变大，并网容量由少变多，向单机大功率和海上电站建设方向发展，风电在很多地方可能成为第二或第三大电源，这就要求风电设备不断提高核心技术水平。”王洪斌预测，未来3至5年，风机如果要作为主力电源，一定要满足更加严格的并网要求，他们正在为这一目标而努力。
提高我国自主风机设计制造水平，探索化道路，扩大市场份额，逐步参与风电标准的制定，逐步谋取在风电标准体系制定上的话语权，及早确立中国风电标准的地位，为中国风电企业“走出去”扫清技术标准壁垒，是中国实现风电产业升级、成为风电强国的必经之路。