东北电网：提高风电接纳能力的现实解答

“接纳难”，似乎已经成为近年来人们对风电的一贯印象。而当人们数次将此归罪为整体规划做得不好，电网规划与风电建设规划不协调等因素时，其实对当前的接纳难现状并没有什么改善。

当现状已经如此，如何解决已经出现的问题？如何最大限度地接纳更多的风电？才是最具现实意义的课题。对于这一课题，作为风电集中地之一，东北电网有限公司（以下简称“东北电网”）已经研究了多年。

“2010年东北电网接纳的风电同比2009年增加74.85%。2011年，东北电网风电装机容量同比增加42.75%，占国家电网公司运营区域内并网风电装机容量的34.37%。风电发电量同比增加36.93%，占国家电网公司运营区域内并网风电发电量的33.61%。”中国工程院院士、东北电网名誉总工程师黄其励告诉记者，现在，东北地区的风电装机量在“三北”地区是最高的，为消纳更多的风电，东北电网做了大量工作。也正是因此，东北电网成为风电发展最快的区域电网。

众所周知，风电自身的间歇性、波动性对于电网运行是个威胁，但这不是目前出现“弃风”的唯一原因。东北电力调控分中心主任李泽宇指出，当前解决“弃风”问题急需解决的还有风电送出政策、配套电网网架和调峰问题，东北电网的工作主要也是从这三方面着手。

让风电更 “友好”

据黄其励介绍，为有效推动风电与电网的协调发展，提高电网局部稳定水平，东北电网在全国率先提出了“电网友好型风电场”理念，全面推动风电场涉网技术改造，实现风电可控、能控，实现调度远程自动控制风电场有功出力和有功变化率，结合风功率预测，自动调整各风电场之间有功出力裕度分配，进一步提升了电网接纳风电的能力。

风电场涉网技术指标共有7项，包括有功功率自动控制功能、无功功率控制功能、风电场电能质量在线监测功能、风电场短期和超短期功率预测功能、风电场监控功能、风电机组低电压穿越能力、风电机组低频穿越能力。

各风电场根据这7项指标进行涉网技术的改造和完善，满足东北网调根据国家电网公司《风电场接入电网技术规定》制定的验收要求，就可以提出成为电网友好型风电场的申请，成为电网友好型风电场后，可以享受优先调度。2011年7月1日起，东北电力调控分中心在直调风电场中推行了风电优先调电排序的管理措施。截至2012年3月，东北电网共有风电场181家，其中网调直调风电场53家，占风电总装机容量的37%。

“现在，东北电网挂牌的电网友好型风场只有3家，但这3家的带动作用很明显。很多风场都在做技术改造，也有多家已经完成改造、经测试合格正在申请挂牌。”李泽宇介绍说，“由于现在低电压穿越检测耗时长、检测设备较缺乏，而且现有检测设备和有资质的单位也无法满足检测整个风电场低电压穿越能力的要求，东北电网全面开展了人工短路试验来验证风电机组低电压穿越能力，确保检测到位。”

目前，在东北电力调控分中心直调风电场中，82%完成了风电机组实时运行数据采集上传建设工作，100%完成了日前和超短期风功率预测系统的建设工作，84%完成了风功率自动控制系统的建设工作，89%完成了低电压穿越能力改造工作。

技术改造带来的是电网的稳定和风电接纳量的提高，据了解，截止2012年4月底，东北全网风电总装机容量已达1640万kW，不满足电网安全运行条件的风电进一步减少。系统发生严重故障时，全网因低频、低压情况而退出运行的风电机组容量小于100万kW。通过“友好型风电场”的建设，风电自动控制水平得以大幅提升，东北电网所辖风电场中37家自动发电控制(AGC)系统正式发挥其作用。在该系统的自动调整下，有关通道输送潮流能够保持在限值运行，最大限度地发挥了电网的输电能力。经初步测算，此项工作提高了电网接纳风电电量约5亿kW·h。

现有网架挖潜

除风电自身特性对电网稳定性影响造成的并网容量受限外，因风电项目上马过快或超规划建设而造成送出网架容量受限问题，也是造成一些风电场无法及时并网或“弃风”的主要原因之一。在网架建设尚未按风电场发展需求完善之时，如何使风电场告别无法发电只能“晒太阳”的窘境？东北电网投入了大量的资金和人力、物力，创新地提出在风电受限地区进行电网稳定控制装置的研究，力求在现有网架结构下，提高风电接纳能力。

李泽宇告诉记者，在东北电网，这项措施主要是针对风电装机高速增长的通辽和赤峰地区。

“为提高两地风电上网和外送能力，最大限度减少因输电通道不足带来的风电上网受限情况，我们创新控制技术，首次提出并研发了智能化稳定控制系统，并会同蒙东公司自筹资金3000多万元，在通辽地区外送通道上安装使用，预计2012年中期可投入运行。”他说，“据初步测算，该套智能稳控系统的应用，可提高通辽地区风电外送能力约60万kW。下一步，我们计划在赤峰、辽西电网投资建设智能化稳定控制系统，提高赤峰-辽西输电通道的风电、火电外送能力。”

据了解，该装置由北京四方继保自动化股份有限公司生产，将被安装在两地区的所有发电厂和变电站中。

互济调峰

“与其他问题相比，风电并网带来的调峰问题最大、最难解决。因为这需要调整电源结构。”李泽宇说，现在我国主要以火电为主，东北电网中的很多火电机组是供热机组，在冬天首先要满足供热需求，即“以热定电”，无法满足即时调峰的需要。

为解决调峰调频问题，东北电网继原有白山抽水蓄能电厂之后，又建设了蒲石河抽水蓄能电站。该电站规划建设4台30万kW机组，截至目前，已有2台投运，计划2012年年底全部投运。据了解，未来，在黑龙江和吉林敦化也还有其他的抽水蓄能电站建设计划。

值得一提的是，除建设抽水蓄能电站外，结合现行关口调度机制和风电装机比重较大的特点，东北电网还开展了省、区间调峰的日前和实时交易：当某省、区由于调峰困难使风电受限，而其他省有调峰支援能力时，通过跨省交易平台开展省、区间调峰日前和实时交易；在无法达成交易且省间有互济能力时，东北电网采取调峰资源临时紧急调用措施，提高东北地区调峰资源的充分利用，从而提高风电接纳力度。从近一年实施情况看，一般调峰交易的风电电力在10万~50万kW左右，达到了各方共赢的目的。