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酒泉风机“集体脱网”事故折射出的不仅是风电并网难题,更重要的是风电无序扩张下的隐患正被无限放大
一次突如其来的大规模风机脱网事故,让因日核危机而迎来春天的风电领域骤然飘起了雪花。
2月24日,一次“一般性电网电压波动”, 造成酒泉风电基地84万千瓦、598台风电机组相继脱网,酒泉瓜州境内所有风电场均有机组脱网。脱网事故导致电压大幅波动,甚至波及甘肃电网,对整个西北电网造成威胁。
“实际上(酒泉风机脱网事故)是风机设备、风场建设和管理能力的综合性事故,这在(我国)已建和在建风场中普遍存在。”3月27日晚,西北电监局的一位参与事故调查的专家告诉记者虽然大规模风电脱网不可避免,“但这次(脱网)是人祸不是天灾。”
随着八大千万千瓦风电基地规划的完成,中国风电即将进入大规模并网时期,但近几年风电行业一直处于大规模无序开发状态,加之与电网建设缺乏协调,风电并网的问题一直成为制约行业发展的瓶颈。
“像是赛跑一样,风电已经领跑电网(建设)很多圈了,如果没有有效的干预,类似的脱网事故有可能在未来频繁发生。”前述西北电监局专家不无担忧。
酒泉脱网
一次规模空前的风机脱网发生在风电并网得到“最大程度保障”的酒泉,风电并网中开发商、风电设备、与电网之间的协调瓶颈再度显现。
2月24日零时34分,中电投酒泉桥西风电场35千伏馈线开关柜下侧电缆头发生C相套管接地击穿。随后,一连串的事故接连发生:套管接地11秒后,演化为三相短路故障,敦煌变330千伏母线电压瞬间跌至272千伏,酒泉瓜州地区其它10座风电场298台风机迅疾脱网;随后,由于风电出力下降,引起系统电压升高,敦煌变330千伏母线电压瞬间最高值达到380千伏,因电压过高,瓜州地区另6座风电场的300台风机也因此脱网。事后,国家电监会组织的联合调查组将事故定性为“一般性电网电压波动”。
“(脱网后)电压短时间从67%~110%的额定电压范围内大幅度波动,直接影响到大量用户的用电质量。”甘肃电网风电技术中心主任汪宁渤表示,由于处于甘肃电网末端电压的大幅度波动,直接威胁到电力系统的安全。
酒泉风电基地是中国规划建设的第一座千万千瓦级风电示范基地,作为政府的样板工程,基地的并网效果被业内认定为全国范围内的标杆。
“按照建设规划,到2010年,酒泉风电装机容量为516万千瓦,这其中有380万千瓦是国家发改委集中核准,还有60万是通过国家特许权招标落实的。”中国水电工程顾问集团公司副总工程师易跃春说,截至3月22日,酒泉已建成的13座风电场实现全部并网发电,总装机容量 550万千瓦,其中并网发电406万千瓦,占已建成风电装机的73.8%。
2008年7月,国家发改委同意“永登—金昌—酒泉—安西750千伏输变电工程”开展前期工作,酒泉的风电并网得到“最大程度的保障”。
并网保障并没有消除因风电设备和风场管理而潜在的综合风险。“在电网保障了风电并网的前提下,如何完善设备、管理和电网之间的技术标准亟待解决。”前述西北电监局专家表示,事故调查组现场调查发现,酒泉脱网至少反映出两方面的漏洞:首先是发生故障的风电机组不具备供货合同中标明的“低电压穿越”能力,其次是中电投酒泉桥西风场35千伏电缆施工工艺水平和质量管理存在明显的缺陷。
记者获悉,桥西风电设备招商早在2008年已经完成,虽然后续通过补充技术协议的形式规定了关于低电压穿越的要求,但当时国内根本没有关于低电压穿越的明确技术标准。
要求风电机组具备低电压穿越能力的目的是,当电网发生故障或扰动引起风电场并网点电压跌落时,在一定电压跌落的范围内,发电机组能够不间断并网,从而为电网的自行调节赢得时间,可以极大地提高电网的安全稳定性。
“现有各制造企业供货的产品几乎都不具有低电压穿越能力。”汪宁渤表示,自酒泉风电基地项目去年10月开始验收以来,已经先后发生了多次因低电压穿越导致的风机脱网事故,“只不过都没有本次事故波及面这么大。”
事故调查组已经就脱网事故做出“加快通过改造具备低电压穿越能力”的要求,但“如何改造,什么时候能够完成改造没有具体时间表。”
对现有风电机组进行低电压穿越技术改造除了需要解决技术问题外,改造的成本也非常高昂。“以华锐的一台1.5兆瓦双馈机组为例,改造成本起码不低于30~40万元。”汪宁渤说。
“如果酒泉风电基地550万千瓦机组全部投产以后,风电机组仍然不具备低电压穿越能力,那么当电网故障或受到风电场冲击出现电压跌落时,不仅将大幅度增加电网运行控制的难度,甚至可能导致电力系统电压崩溃的恶性事故。”汪宁渤警告说。
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