风电，如何前进

本刊记者 ■ 包婧文

中国是世界能源消费大国。快速增长的能源需求，以煤炭为主的能源结构，人口基数以及当前的经济发展程度使得中国的碳排放量一直居高不下。保障能源供应是中国经济发展的必然内在需求，而降低碳排放是作为国际社会中一个重要国家应承担的基本责任，在此双重压力之下，加快发展可再生能源成为国家重要的能源战略选择。在可再生能源领域中，我国的风电发展一直走在前列，尤其是近几年，风电在大规模发展的道路上保持高速前进。

2010年底，我国风电总装机容量已成为世界第一，超越美国，成为全球首位风电大国。然而，由于风电资源丰富地区与用电负荷中心之间存在的较大地域分布差异，使得大规模风电送出消纳的矛盾日益突出，多年来困扰风电发展的电网接入问题一直没有妥善解决；现有的风电入网技术规定无法满足大规模集中开发的技术需求，技术标准和管理规范的缺失使得大规模风电并网技术管理矛盾突出；而频繁发生的大规模风电脱网事故也使风电设备的质量和性能问题成为关注焦点。隐藏在大规模高速发展这一美好景象之下的问题渐渐浮出水面，并制约中国风电行业的健康发展。

2月24日，甘肃酒泉风电基地发生大规模脱网事故，598台风电机组相继脱网，导致电压大幅波动，对整个西北电网造成威胁，是近几年我国风力发电发生的对电网影响最大的一起事故。日前，国家电监会通报了该事故的调查结果，称主要是由风力发电设备、风场管理、电网接入以及运行安全监管等四方面问题导致了事故的发生，这使得风电安全问题再次浮上台面。

酒泉风电基地是我国核准建设的首座千万千瓦级风电基地，拥有良好的资源优势。截至今年4月底，已吊装完成风电机组5500MW，其中25座风电场、4122MW发电机组并网建成投产，预计今年上半年已完成吊装的风电机组将全部并网投产。酒泉风电基地将成为全世界集中并网规模最大的风电基地之一。

投产初期通常是事故、故障高发期，短时间内不断增加的并网容量，并且大部分风电机组集中在同一个并网点，使得酒泉风电基地风电场互相影响，事故频发。据了解，截至今年4月底，酒泉风电基地风电场累计发生各类事故43次，其中发生风电机组脱网超过100台，影响范围较大的故障就有7次。 尤其是“2.24”以来发生的三次严重事故，大规模风电机组集中脱网，分别甩出风电出力84万千瓦、100.6万千瓦和153.5万千瓦，不断“刷新”风电机组历史脱网记录，不仅导致电力系统电压、频率大幅度波动，而且直接威胁到电力系统的安全与稳定运行。

就此次事故所显现的问题，本刊记者采访了甘肃省电力公司风电技术中心主任汪宁渤。汪主任认为，导致酒泉风电基地风电机组大规模脱网事故发生的必然原因主要有三个方面。首先，在经过调度统计的事故中，65%是由于电缆头安装质量问题造成，反映出几乎所有风电场电缆头施工、监理、验收和建设管理普遍存在不足。其次，发电机组普遍不具备低电压穿越能力。虽然风电场并网技术规范要求风电机组应能满足电压跌落到额度电压的20%时维持625ms不脱网，然而多次事故证明，绝大多数风电机组根本不具备低电压穿越能力。第三，动态无功补偿设备不完善导致事故扩大。酒泉风电基地风电场均按照接入系统设计的要求分别安装了TCR、MCR和SVG型动态无功补偿设备，但一半以上无法正常投运，仅投入了电容部分(FC滤波支路)。技术标准缺失、基础管理水平薄弱、设备制造企业创新能力不足、风电并网管理规范不健全、缺乏全国统一完整的启动验收程序规范等也是导致风电场事故频发的间接原因。

对于如何在技术层面解决风电大规模脱网的问题，汪宁渤主任表示，这需要风电制造商、风电运营商、电网企业共同努力。风电设备性能将是下一阶段市场竞争的基本要求，中国风电制造商需要从做“大”向做“强”转变，应尽快无条件完成酒泉风电基地风电机组的低电压穿越改造，避免继续发生风电脱网事故造成不利影响。风电运营商应加快现有风电场风电机组低电压穿越改造的进度，加强内部设备管理，并加快风电场运行规程、规范和标准的制定，完善内部管理制度。电网企业则需要提高风电场的调度、设备、技术和运行管理水平。

由于风力发电不稳定的特性，大规模进入电网必然会存在风险，这不仅仅是酒泉千万千瓦风电基地需要考虑的问题，全国的大型风电基地与电网之间都面临相同的困境。电网的稳定安全主要表现在负荷与电源之间的平衡，中国科学院电工研究所主任研究员马胜红表示，要想减少事故的发生，需要从风力发电和电网两方面因素来考虑。首先风力发电自身要保证稳定可靠，降低故障率。其次，面对风力发电不稳定的风险，电网应采取积极态度，建立应对机制，比如为增大电网惯性、增强电网抗冲击力而建立应急电源或大型储能系统等。加快电网的调峰电源建设，建设快速反应的大型抽水蓄能电站；建设快速调峰机组并建立相应的价格机制。遇到问题就要解决，然而国家现在需要考虑的是，究竟是投入成本提高风机性能，使风机全部具备低电压穿越能力，还是建造抽水蓄能电站等来提升电网的接纳、调峰能力，怎样的解决方式更经济、更好？

3月27日，国家发改委下发《产业结构调整指导目录(2011)》，新能源首次作为单独门类进入“指导目录鼓励类”，意味着新能源将获得国家支持的优待证。然而在新能源10项鼓励项目中，风电仅在“风电与光伏发电互补系统技术开发与应用”中一带而过，加上近期发生的大型风电事故，让许多人不禁开始猜测，风电发展是否遇到瓶颈，进入发展的相对冷静期。面对社会各界的疑问，行业专家则表示不必担忧，任何行业的发展都会遇到困难，不能遇到问题就知难而退，在当前全球能源发展的大环境下，风电的发展形势依然看好。

马胜红研究员说道，“目录”中没有过多涉及风电，并不意味着风电行业遇冷。一个行业的发展需要依靠政府扶持，但已进入市场化发展的行业就需要脱离扶持的范围。风力发电的标杆电价已经出台，规划也已出台，就应按照市场化要求发展，没必要一直依靠政府的扶持。目前电网的发展滞后于风电发展，国家应将重点放在电网的提升与建设上，提高电网的消纳能力。

对此，甘肃省电力公司风电技术中心主任汪宁渤也表示，尽管社会各界对于风电大规模集中开发、远距离输送的发展模式提出质疑和反思，但他仍然认为，中国风电将依然保持持续、稳定、快速的发展态势。现在风电的发电成本已经与核电相当、与传统火电发电成本接近，远低于生物质、太阳能等其他可再生能源的发电成本；近年来随着风电设备制造水平的提高，建设成本大幅度降低，大规模开发的规模效益进一步降低了风电的发电成本，全世界主要经济体不约而同地将风电发展列入国家能源优先发展战略。另外受到近期日本核电站事故的影响，预计明年世界风电将加快发展速度。