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分散式风电的发展及规划建设

2019-10-21付淑仪葛伟伟杨广庆

科学导报·科学工程与电力 2019年41期
关键词:分散式风电规划

付淑仪 葛伟伟 杨广庆

【摘  要】随着我国“三北地区”大面积集中式风电项目的建成,加上本地消纳及外送能力不足,造成“弃风”限电问题凸显。随着风机技术进步,使得在负荷集中的中东南部地区发展分散式风电,可很好的解决风电消纳问题。因此能源主管部门对分散式风电项目,逐步实现政策倾斜。通过了解分散式风电的政策标准,本文主要分析了分散式风电的发展以及规划建设情况,针对其中影响电网平稳运行的因素,提出相应的解决建议,为我国分散式风电发展贡献一份力量。

【关键词】分散式;风电;规划

引言

从近年来我国风电发展情况来看,电网消纳问题成为风电项目发展的主要问题,为了能够突破这一瓶颈,分散式风电逐渐受到了人们的关注。与集中式风电相比较,分散式风电的规模小、但是对于能源的使用率却很高,并且同时收益较快。分散式风电的出现与普及,能够推动我国风电行业的可持续发展,同时也能够对各地区的经济发展起到一定程度的推动作用。本文主要对分散式风电的发展以及规划进行分析,为今后我国分散式风电的发展提供理论依据。

1.分散式发电的简要概述

1.1分散式风电的概念

分散式风电项目指的是指位于负荷中心附近,不以大规模远距离输送电力为目的,所产生的电力就近接入当地电网进行消纳的风电项目。分散式风电与集中式风电相比,有着更高的建设要求,同时还受到所在地区的负荷情况和已经接入电网的能力等,均是影響分散式风电的主要因素[1]。

1.2分散式风电的发展

2011年国家能源局印发了《关于分散式接入风电的通知》(国能新能[2011]226号),2018年印发了《分散式风电项目开发建设暂行管理办法》(国能新能[2018]30号),国家能源局及相关部委出台了若干鼓励政策,可是由于早期分散式风电的发展速度不理想,处于初步研究阶段,因此没有相关的理论技术用以支撑实际建设开发。定边狼尔沟分散式风电项目于2012年投运,是国内少有的满足在110kv及以下配电系统消纳的分散式风电项目[2]。

从2018年至今,随着相关政策的出台,我国已经对风电发展进行了新的规划,同时提出了分散式风电不参与市场竞争,为分散式风电行业提供了良好的发展环境。

2.分散式风电的重要性

2.1与电网电压存在直接关联

分散式风电与电网之间存在着最为紧密的联系,分散式风电的运行直接影响到电网电压,通常情况下,普通电网处于辐射状态,在日常运行期间,馈线的电压不是一成不变的,而是随着其正方向逐渐减小。而在接入风电的情况下,由于传输功率的变化,使得馈线某些区域的电压也会被升高[3]。

2.2与继电保护间的关联

在风电接入电网后,由于结构的改变导致原有的继电保护无法发挥应有的作用,而接入区域的不同同样也会造成不同程度的影响,在风电容量较小时,可以不对继电保护装置进行更换,但是如果风电容量超过一定的范围时,就需要对继电保护进行重新调整,这样才能够保障其作用不受到影响。

还有就是对系统电压的影响,在接入分散式风电以后,无功负荷的变化会导致系统电压发生不同程度的变化,在输出端的电压会逐渐增大。电压升高的范围与接入风电的区域有着直接联系。电网在进行风电接入以后,如果风电的变化与原有的电网负荷变化能够达到统一的话,那么将会对电网的系统电压起到抑制作用。

2.3影响电网潮流

通常情况下,分散式风电都是采用110KV或者是小于110kv的电网,并且由于分散式风电的接入,直接导致了原本的电网结构产生了变化,潮流方向也发生了改变。与此同时,由于分散式风电的输电功率对带动电压发生变化,因此在接入分散式风电后,对于电压的控制也是一大难题[4]。

3.分散式风电的发展及规划建设

3.1项目选址

分散式风电在选址上与集中式风电不同,集中式风电通常都是采用先找资源好的位置,然后再进行接入工作,而分散式风电正好与之相反,配电网的负荷能力、输电能力以及接入要求都会对分散式风电的选址产生影响,与此同时,在进行接入工作前,还需要对周边的地质条件以及环境因素进行考察,确保项目不会对周围的生态环境产生不利影响。

3.2装机容量

装机容量是分散式风电中最重要的一个环节,并且其确定方法较多,其中以模拟法的结果更为精准。

模拟法:P分散 =αP平均/(1-A)

P分散为风电场装机容量,P平均为拟接入变电站的平均负荷,α为系数;A为 折 减 系 数,取0.25~0.35。α取1~1.6时,考虑无弃风现象;α取1.6~2.0时,弃风率为2%~10%;α 取2.0~3.0时,弃风率为11%~ 31%。

还有一种常见的方法就是负荷分类法,拟接入变电站的负荷主要为I类负荷时,分散式风电装机规模可取该站长期运行的最大负荷;拟接入变电站的负荷主要为II类负荷时,分散式风电装机规模可取该站长期运行最大负荷的60%~70%;拟接入变电站的负荷主要为III类负荷时,分散式风电装机规模可取该站长期运行的平均负荷。

通过对这两种方式进行分析可以了解到,模拟法考虑的情况较多,因此其最后的计算结果相对精准。而负荷分类法主要是基于原有的理论,配置方式过于陈旧,难以应对装机容量确认工作。通过了解分散式风电的特点以及规划需求,在这里我们不难发现,采用模拟法的效果更为显著。考虑分散式风电无弃风现象,以某区域平均负荷10MW为例,分散式风电的配置容量约为23MW,分散式风电场配置的装机容量约为变电站平均负荷的2.3倍。

3.3运行控制

分散式风电的运行控制工作也是至关重要的环节之一,通常情况下,分散式风电都采用无功协调控制技术,根据分散式风电自身的特点,一般都不采用集中的补偿设施,因此需要设备自身具备相应的控制能力。

通过分析相关文献可以了解到,有了一种包含无功预测、无功整定、无功分配的三层新型分散式风电场无功协调控制策略。无功预测主要是采用两个层面上的方式对设备的输出能力进行预估。而整定则是涉及到设备的自身补偿功能。无功分配是在考虑到风速影响的情况下,筛选风电设备,控制其输出功率,已达到最终的控制效果。

4.结语

综上所述,为了积极应对国家能源节约的建设需求,有关部门对风电开发的新途径进行了探索,分散式风电正是在这一探索过程中的成果。分散式风电的出现推动了我国风电行业的可持续发展,与此同时,基于分散式风电的特征,就地消耗能够对当地经济发展起到一定程度的推动作用。分散式风电的出现不仅实现了实现了我国节能建设需求,同时也推动了国家经济的发展与进步。

参考文献:

[1]练依情,袁智勇,雷金勇,马溪原,陶思钰.分散式风电接入在不同场景下对配电网的影响[J/OL].中国电力:20200310.1925.012

[2]刘昊,王玮,崔嘉.分散式风电多点接入协调优化控制策略[J].可再生能源,2020,38(02):218-224.

[3]本刊.CWP 2019:探索风电创新发展的未来之路[J].风能,2019(11):32-34.

[4]许崇伟.分散式风电并网规划方法策略分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2019(10):156-157.

(作者单位:1.中南电力设计院有限公司;2.3.华润电力华中大区)

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