“世界风库”见证“中国风电”
2012/9/20 10:21:42 新闻来源：中国水力发电工程学会
“世界风库”见证“中国风电”（我国并网风电装机跃居世界第一系列报道（二））
甘肃首建大型集群风电有功智能控制系统
本报记者 王旭辉 《 中国能源报 》（ 2012年09月17日 第 18 版）
编者按
2007年7月1日瓜州第一台风机投运开始，到目前甘肃并网风机达3957台，风电装机容量达570万千瓦，发展速度之快、规模之大，成为我国风电产业发展轨迹的缩影。同时，按照规划，2015年酒泉风电基地装机容量将达1270万千瓦，2020年将达2000万千瓦，风电的外送和消纳压力也日益紧迫。而且，面对新疆电能的大量输出，要从根本上解决酒泉风电的消纳问题，加快建设新疆与西北750千伏联网第二通道、酒泉风电基地特高压外送通道将显得十分重要。
“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催”的传世名句让酒泉因夜光杯而闻名天下，如今的酒泉则因国家规划的首个千万千瓦级风电基地再次成为世人关注的焦点。数据显示，今年酒泉风电最大出力达301万千瓦，占全网发电出力和用电负荷的比例为24.4%、30.5%，均创历史新高。但同时，受输送能力有限、调峰调频不足等因素影响，近年来酒泉风电出力受限愈加明显。那么，如何才能从根本上解决酒泉风电的外送和消纳问题呢？近日，《中国能源报》记者到甘肃酒泉、兰州等地进行了采访调查。
酒泉风电基地二期工程已启动
9月10日，记者乘车从酒泉出发上了通往瓜州的连霍高速公路，明显感觉到耳旁“呼呼”的风声越来越大，不久就看到“注意横风”的警示标志。忽然间记者乘坐的三菱越野车猛烈的摆动起来，司机于师傅带着西北人特有的憨厚口音叹道：“瓜州这地方就是风大啊。如果司机没有经验，很可能握不住方向盘，出现危险。”记者第一次感受到“世界风库”的威力。据悉，瓜州年平均风速2.7米/秒—4.2米/秒，最大风速达20米/秒—34.5米/秒。
进入瓜州地界，在连霍高速公路北边的戈壁滩上，一片片风电场接连出现，一排排转动的风机叶片随风舞动，110千伏输电线、330千伏输电线、新疆与西北750千伏联网工程齐刷刷的在高速路边延伸着，十分壮观。甘肃省瓜州县发改委负责能源的同志告诉记者：“甘肃风电资源主要集中在酒泉的瓜州、玉门地区。2007年7月1日，酒泉风电基地的第一台风机在瓜州投运，截至目前，瓜州并网风机2663台，风电场21个，装机容量达380万千瓦。”同时，截至今年6月底，整个甘肃电网并网风电场共达41座，并网风机3957台，装机容量570.16万千瓦。
据了解，随着酒泉千万千瓦级风电基地一期工程550万千瓦装机全面建成，酒泉风电基地二期工程800万千瓦首批300万千瓦建设规划已于今年全面启动，已取得“路条”，二期第二批500万千瓦也将开始前期工作，其中瓜州列入二期工程规划共计560万千瓦。按照相关规划，到2015年，酒泉风电基地装机容量将达1270万千瓦，相当于三峡工程装机容量的2/3；到2020年，酒泉风电基地装机容量将达2000万千瓦，成为名符其实的“风电三峡”。
发挥大电网优势跨省区消纳风电
记者在瓜州采访时看到，北大桥东风电场等都建有110千伏变电站，风电在这里升压后进入110千伏输电线，再在330千伏瓜州变电站、750千伏敦煌变电站等升压后进入330千伏线路和新疆与西北750千伏联网工程，再送至甘肃其他地方消纳，参与西北电网的统一调度。同时，西北电网通过灵宝直流等输电线与华中电网相连，使得风电能够在更大范围内进行消纳。
甘肃省电力公司相关人士介绍：“甘肃电网位于西北电网的中心地带，有多条输电线与宁夏、青海、陕西、新疆等省区连接，而这四个省份区间并没有电网相连。与内蒙古东部地区不同，黄河上游水电资源丰富，因此西北电网各级调度通过水电补偿风电的出力波动，尽最大可能发挥现有跨省区输电能力，通过优化甘肃一省乃至多省的运行方式，将一个地区或一个省消纳困难的风能资源跨省区调动。”其中，新疆与西北750千伏联网工程发挥了重要作用。
为此，9月11日上午，记者来到全世界集中并网规模最大的变电站——750千伏敦煌变电站（集中并网风电达381万千瓦），看到该变电站比此前采访过的110千伏变电站、330千伏变电站大得多，各种输变电设备也更为复杂。新疆与西北750千伏联网工程、330千伏输电线等在这里汇集，并在这里变压后送出。随着距离该变电站越来越近，记者耳边“兹兹”的电流声也越来越大。目前该变电站正在进行扩建工程，属于新疆与西北联网750千伏第二通道建设规划的一部分，竣工后将进一步提高酒泉风电的并网和送出能力。
“750千伏武胜—河西—酒泉—敦煌输变电工程、7座330千伏升压站送出工程和其他330千伏送变电工程，是甘肃省电力公司专为满足酒泉风电基地一期工程的送出需求所建的。”甘肃省电力公司相关人士向记者表示，“其中，河西750千伏输变电工程将酒泉风电送至1000千米以外的兰州负荷中心，酒泉风电基地因此成为全世界送出电压等级最高、送出距离最远的风电基地。”
优化风电调度运行管控模式
据了解，按照电压等级的不同，酒泉风电分别属于甘肃省电力调控中心和西北电力调控分中心调度。其中，甘肃省电力调控中心对接入110千伏变电站的风电场进行调度，主要是玉门及瓜州地区接入110千伏电网的风电场；瓜州地区接入330千伏变电站的风电场则由西北电力调控分中心进行调度。
为进一步了解酒泉风电的调度情况，9月12日，记者来到位于兰州的甘肃省电力调控中心，一进调控大厅就看到大屏幕上实时显示着水电总发、火电总发、风电总发等信息，以及兰州、白银等甘肃各地区和陕西、青海、新疆等省区的用电负荷。同时，大屏幕右侧的风电系统信息则显示着向阳、大唐等风电场的当前计划、标杆计划、当前出力、最大发电能力、申请时间等数据。
“这是什么系统，有何作用？”记者问。甘肃省电力调控中心调度控制处副处长傅铮介绍说：“这是甘肃省电力公司在全国首建的风电有功智能控制系统，该系统通过实时监测点位、主变断面潮流及风电场的实时出力，根据当前调度模式及运行方式规定的各断面限额，计算当前电网风电接纳能力，每5分钟分配、控制各风电场出力，充分利用风能和电网通道资源，使地区风电总体出力最大化。”
据介绍，甘肃省电力调控中心负责调度的各风电场均能看到该风电系统信息界面。傅铮说：“安装该系统前，需要人工分配风电场的调度曲线，当时经常会有风电场打电话给电网调度员，认为调度不公平。有了该系统后，大家看到同样的调度信息界面，各风电场按照公平、合理、优化的原则分配风电场出力，再也没有抱怨不公了，同时也欢迎风电场监督我们的工作。”
此外，甘肃省电力公司还完成了风电实时监测与功率预测、风电分析与考核等系统的研发，完成了酒泉地区风电场涉网安全性整改和隐患治理工作，取得较为显著的阶段性成果，酒泉地区风电控制上限由160万千瓦逐步开放至260万千瓦。
750千伏环网和特高压将形成合力
尽管国家电网公司西北分部、甘肃省电力公司通过各种措施加大风电出力，但随着酒泉风电基地并网装机容量不断增大，并受输送能力有限等因素影响，各风电场出力受限越来越明显。甘肃中电酒泉风力发电有限公司副经理张亮的话颇具代表性：“我们风场建设之初可以满发，但这几年风电出力受限越来越多，目前高负荷时限制出力接近1/3。”
傅铮介绍：“目前，河西地区仅通过双回750千伏和双回330千伏线路电磁环网运行，与主网联系还较薄弱。其中，酒泉地区地处甘肃最西端，电网结构相对薄弱，地区用电负荷水平低。”记者翻开西北地区地图看到，甘肃河西走廊长约1200公里，地域有限，集中了西气东输、西油东送、铁路、公路等运输通道，以及较密集的110千伏、330千伏、750千伏等输电线，再加上正在建设的“疆电外送”特高压等西电东送通道，河西走廊留给酒泉风电基地的外送通道十分有限。
为扩大酒泉风电基地的外送能力和消纳范围，今年5月13日，新疆与西北主网联网750千伏第二通道开工，建成后将与已投运新疆与西北750千伏联网工程形成环网。对此，甘肃省电力公司相关人士表示：“届时河西地区电网结构更加坚强，可确保酒泉风电基地二期第一批300万千瓦在西北电网内调峰运行。但是，如果要满足二期第二批500万千瓦风电及未来三期工程的送出和消纳，甘肃必须要有自己的特高压输电通道作为更有力的支撑。”
目前，国家电网已规划甘肃酒泉至湖南株洲±800千伏直流联网输电工程，同时新建750千伏桥湾输变电工程及8座330千伏升压站汇集风电并网。张亮说：“酒泉地区的水电站没有水库，基本没有调峰能力，因此随着风电装机增加，必须要建火电厂作为稳定的送出电源。”据悉，酒泉已建成国电60万千瓦火电厂，规划建设840万千瓦的火电机组，加上原有的大唐803电厂等作为该条特高压的支撑电源，实现“风火打捆”外送。
甘肃首建大型集群风电有功智能控制系统
本报记者 王旭辉 《 中国能源报 》（ 2012年09月17日 第 18 版）
编者按
2007年7月1日瓜州第一台风机投运开始，到目前甘肃并网风机达3957台，风电装机容量达570万千瓦，发展速度之快、规模之大，成为我国风电产业发展轨迹的缩影。同时，按照规划，2015年酒泉风电基地装机容量将达1270万千瓦，2020年将达2000万千瓦，风电的外送和消纳压力也日益紧迫。而且，面对新疆电能的大量输出，要从根本上解决酒泉风电的消纳问题，加快建设新疆与西北750千伏联网第二通道、酒泉风电基地特高压外送通道将显得十分重要。
“葡萄美酒夜光杯，欲饮琵琶马上催”的传世名句让酒泉因夜光杯而闻名天下，如今的酒泉则因国家规划的首个千万千瓦级风电基地再次成为世人关注的焦点。数据显示，今年酒泉风电最大出力达301万千瓦，占全网发电出力和用电负荷的比例为24.4%、30.5%，均创历史新高。但同时，受输送能力有限、调峰调频不足等因素影响，近年来酒泉风电出力受限愈加明显。那么，如何才能从根本上解决酒泉风电的外送和消纳问题呢？近日，《中国能源报》记者到甘肃酒泉、兰州等地进行了采访调查。
酒泉风电基地二期工程已启动
9月10日，记者乘车从酒泉出发上了通往瓜州的连霍高速公路，明显感觉到耳旁“呼呼”的风声越来越大，不久就看到“注意横风”的警示标志。忽然间记者乘坐的三菱越野车猛烈的摆动起来，司机于师傅带着西北人特有的憨厚口音叹道：“瓜州这地方就是风大啊。如果司机没有经验，很可能握不住方向盘，出现危险。”记者第一次感受到“世界风库”的威力。据悉，瓜州年平均风速2.7米/秒—4.2米/秒，最大风速达20米/秒—34.5米/秒。
进入瓜州地界，在连霍高速公路北边的戈壁滩上，一片片风电场接连出现，一排排转动的风机叶片随风舞动，110千伏输电线、330千伏输电线、新疆与西北750千伏联网工程齐刷刷的在高速路边延伸着，十分壮观。甘肃省瓜州县发改委负责能源的同志告诉记者：“甘肃风电资源主要集中在酒泉的瓜州、玉门地区。2007年7月1日，酒泉风电基地的第一台风机在瓜州投运，截至目前，瓜州并网风机2663台，风电场21个，装机容量达380万千瓦。”同时，截至今年6月底，整个甘肃电网并网风电场共达41座，并网风机3957台，装机容量570.16万千瓦。
据了解，随着酒泉千万千瓦级风电基地一期工程550万千瓦装机全面建成，酒泉风电基地二期工程800万千瓦首批300万千瓦建设规划已于今年全面启动，已取得“路条”，二期第二批500万千瓦也将开始前期工作，其中瓜州列入二期工程规划共计560万千瓦。按照相关规划，到2015年，酒泉风电基地装机容量将达1270万千瓦，相当于三峡工程装机容量的2/3；到2020年，酒泉风电基地装机容量将达2000万千瓦，成为名符其实的“风电三峡”。
发挥大电网优势跨省区消纳风电
记者在瓜州采访时看到，北大桥东风电场等都建有110千伏变电站，风电在这里升压后进入110千伏输电线，再在330千伏瓜州变电站、750千伏敦煌变电站等升压后进入330千伏线路和新疆与西北750千伏联网工程，再送至甘肃其他地方消纳，参与西北电网的统一调度。同时，西北电网通过灵宝直流等输电线与华中电网相连，使得风电能够在更大范围内进行消纳。
甘肃省电力公司相关人士介绍：“甘肃电网位于西北电网的中心地带，有多条输电线与宁夏、青海、陕西、新疆等省区连接，而这四个省份区间并没有电网相连。与内蒙古东部地区不同，黄河上游水电资源丰富，因此西北电网各级调度通过水电补偿风电的出力波动，尽最大可能发挥现有跨省区输电能力，通过优化甘肃一省乃至多省的运行方式，将一个地区或一个省消纳困难的风能资源跨省区调动。”其中，新疆与西北750千伏联网工程发挥了重要作用。
为此，9月11日上午，记者来到全世界集中并网规模最大的变电站——750千伏敦煌变电站（集中并网风电达381万千瓦），看到该变电站比此前采访过的110千伏变电站、330千伏变电站大得多，各种输变电设备也更为复杂。新疆与西北750千伏联网工程、330千伏输电线等在这里汇集，并在这里变压后送出。随着距离该变电站越来越近，记者耳边“兹兹”的电流声也越来越大。目前该变电站正在进行扩建工程，属于新疆与西北联网750千伏第二通道建设规划的一部分，竣工后将进一步提高酒泉风电的并网和送出能力。
“750千伏武胜—河西—酒泉—敦煌输变电工程、7座330千伏升压站送出工程和其他330千伏送变电工程，是甘肃省电力公司专为满足酒泉风电基地一期工程的送出需求所建的。”甘肃省电力公司相关人士向记者表示，“其中，河西750千伏输变电工程将酒泉风电送至1000千米以外的兰州负荷中心，酒泉风电基地因此成为全世界送出电压等级最高、送出距离最远的风电基地。”
优化风电调度运行管控模式
据了解，按照电压等级的不同，酒泉风电分别属于甘肃省电力调控中心和西北电力调控分中心调度。其中，甘肃省电力调控中心对接入110千伏变电站的风电场进行调度，主要是玉门及瓜州地区接入110千伏电网的风电场；瓜州地区接入330千伏变电站的风电场则由西北电力调控分中心进行调度。
为进一步了解酒泉风电的调度情况，9月12日，记者来到位于兰州的甘肃省电力调控中心，一进调控大厅就看到大屏幕上实时显示着水电总发、火电总发、风电总发等信息，以及兰州、白银等甘肃各地区和陕西、青海、新疆等省区的用电负荷。同时，大屏幕右侧的风电系统信息则显示着向阳、大唐等风电场的当前计划、标杆计划、当前出力、最大发电能力、申请时间等数据。
“这是什么系统，有何作用？”记者问。甘肃省电力调控中心调度控制处副处长傅铮介绍说：“这是甘肃省电力公司在全国首建的风电有功智能控制系统，该系统通过实时监测点位、主变断面潮流及风电场的实时出力，根据当前调度模式及运行方式规定的各断面限额，计算当前电网风电接纳能力，每5分钟分配、控制各风电场出力，充分利用风能和电网通道资源，使地区风电总体出力最大化。”
据介绍，甘肃省电力调控中心负责调度的各风电场均能看到该风电系统信息界面。傅铮说：“安装该系统前，需要人工分配风电场的调度曲线，当时经常会有风电场打电话给电网调度员，认为调度不公平。有了该系统后，大家看到同样的调度信息界面，各风电场按照公平、合理、优化的原则分配风电场出力，再也没有抱怨不公了，同时也欢迎风电场监督我们的工作。”
此外，甘肃省电力公司还完成了风电实时监测与功率预测、风电分析与考核等系统的研发，完成了酒泉地区风电场涉网安全性整改和隐患治理工作，取得较为显著的阶段性成果，酒泉地区风电控制上限由160万千瓦逐步开放至260万千瓦。
750千伏环网和特高压将形成合力
尽管国家电网公司西北分部、甘肃省电力公司通过各种措施加大风电出力，但随着酒泉风电基地并网装机容量不断增大，并受输送能力有限等因素影响，各风电场出力受限越来越明显。甘肃中电酒泉风力发电有限公司副经理张亮的话颇具代表性：“我们风场建设之初可以满发，但这几年风电出力受限越来越多，目前高负荷时限制出力接近1/3。”
傅铮介绍：“目前，河西地区仅通过双回750千伏和双回330千伏线路电磁环网运行，与主网联系还较薄弱。其中，酒泉地区地处甘肃最西端，电网结构相对薄弱，地区用电负荷水平低。”记者翻开西北地区地图看到，甘肃河西走廊长约1200公里，地域有限，集中了西气东输、西油东送、铁路、公路等运输通道，以及较密集的110千伏、330千伏、750千伏等输电线，再加上正在建设的“疆电外送”特高压等西电东送通道，河西走廊留给酒泉风电基地的外送通道十分有限。
为扩大酒泉风电基地的外送能力和消纳范围，今年5月13日，新疆与西北主网联网750千伏第二通道开工，建成后将与已投运新疆与西北750千伏联网工程形成环网。对此，甘肃省电力公司相关人士表示：“届时河西地区电网结构更加坚强，可确保酒泉风电基地二期第一批300万千瓦在西北电网内调峰运行。但是，如果要满足二期第二批500万千瓦风电及未来三期工程的送出和消纳，甘肃必须要有自己的特高压输电通道作为更有力的支撑。”
目前，国家电网已规划甘肃酒泉至湖南株洲±800千伏直流联网输电工程，同时新建750千伏桥湾输变电工程及8座330千伏升压站汇集风电并网。张亮说：“酒泉地区的水电站没有水库，基本没有调峰能力，因此随着风电装机增加，必须要建火电厂作为稳定的送出电源。”据悉，酒泉已建成国电60万千瓦火电厂，规划建设840万千瓦的火电机组，加上原有的大唐803电厂等作为该条特高压的支撑电源，实现“风火打捆”外送。
