国内外风电并网标准比较

国内外风电并网标准比较

【摘要】介绍了国内外风电发展现状；介绍我国风电并网的主要标准，与国外风电并网的标准进行了对比分析，总结我国风电并网标准的优势与不足；提出对我国风电发展的思考。

【关键词】风电；并网标准

1.国内外风电发展现状

1.1中国风电现状介绍

中国具有丰富的风能资源，储量居世界首位。陆上风力资源有2.5亿kW，海上风力资源有7.5亿kW，合计风能达10亿kW。

1.1.1中国风电装机容量

2012年，中国新增安装风电机组 7872 台，新增装机容量13200MW；累计安装风电机组 53764 台，累计装机容量 75324.2MW；海上风电新增装机46台，容量达到127MW，其中潮间带装机量为113MW，占海上风电新增装机总量的 89%。截至今年3月31日，全国风电累计核准容量为10846万千瓦，并网容量为6571万千瓦。

1.1.2中国风电并网容量及机组容量

2012年中国风电并网总量达到6083万千瓦，连续两年位居全球第一，年发电量超过

1000亿千瓦时，占全国总发电量的2%，已成为第三大主力电源。

中国陆地风电场的主流机型从“十一五”初的百千瓦级风电机组转向1.5兆瓦至2.5兆瓦风电机组，3.0兆瓦级风电机组已批量生产，5兆瓦和6兆瓦的风电机组也已经下线装机运行。

1.1.3我国海上风电示范项目--上海东海大桥风电场

我国首个海上风电项目上海市东海大桥10万千瓦风电场于07年开工建设，总投资30亿元，预计年发电量可达2.6亿度。风电场位东海大桥两侧1000米以外沿线，最北端距离岸线近6公里，最南端距岸线13公里，预计总装机容量10万千瓦，单机容量不低于2000千瓦。

1.1.4广东省海上风电示范项目—珠海桂山风电场

珠海桂山风电场场址位于珠江河口的伶仃洋水域。本项目工程风电场拟安装66台单机容量3MW的风电机组，总装机容量为198MW，同时建设风电场升压站至桂山岛、东澳岛、大万山岛的海岛联网工程。

1.1.5我国风电产业预测

预计2020年我国风电装机容量达到2亿千瓦，其中海上风电装机容量达到3000万千瓦，风电年发电量达到3900亿千瓦时，风电发电量在全国发电量中的比重超过5%。

1.2国外风电发展现状介绍

2012年全球风电年新增总计达到44711MW，全球风电总装机容量达到282430MW， 累计安装风电机组已达53764台；海上风电年新增总计达到1292.6MW，海上风电总装机容量达到5410MW。

1.2.1美国风电产业现状

据美国风能协会公布2012年，风能发电容量13124MW，能供1500多万家庭使用，占美国全国发电总量的3.5%，在美国新增发电能力中占到42%，居于首位。累计装机容量60007MW，仅次于中国，居全球第二位。

1.2.2欧洲风电产业预测

罗兰贝格管理咨询公司发布的《2020年的海上风电：打造成本竞争力的关键》报告指出，2020年，欧洲大陆1/3的电力将由可再生能源提供，其中海上风力发电量将达到40GW，亚洲将有望达到欧洲1/3的水平，全球对海上风电的投资也会达到1300亿欧元左右。

2.国内外风电并网标准比较

2.1中国风电并网标准

我国的新能源并网技术标准主要由国家标准（GB系列）、行业标准（主要是电力行业标准DL系列）和企业标准组成，其中国家标准和行业标准具有约束力，而企业标准缺乏有效的约束力，难以强制执行。

2012年6月新国标实施以前，我国的风电并网标准较宽松，风电脱网事故时有发生，

2011年4月17日，甘肃酒泉某风电场由于场内35千伏电缆三相短路故障引起该地区700余台风电机组脱网，损失风电出力92.8万千瓦，系统频率从故障前的50.03赫兹降低至49.81赫兹。新的国家标准的颁布实施是风电接入电网安全运行的必要保障。

2011年12月30日，由中国电科院为主要起草单位编写的国家标准GB/T19963-2011《风电场接入电力系统技术规定》正式颁布，并于2012年6月1日开始正式实施。

国家标准《风电场接入电力系统技术规定》（GB/T19963-2011）要求当接入同一并网点的风电场装机容量超过4万千瓦，需要向电力系统调度机构提供风电场接入电力系统测试报告；累计新增装机容量超过4万千瓦，需要重新提交测试报告；风电场在申请接入电力系统测试前需向电力系统调度机构提供风电机组及风电场模型、参数和控制系统特性等资料；风电场接入电力系统测试由具备相应资质的机构进行，并在测试前30日将测试方案报所接入地区的电力系统调度机构备案；风电场应当在全部机组并网调试运行后6个月内向电力系统调度机构提供有关风电场运行特性的测试报告。

2.2国内外风电并网标准对比

2.2.1低电压穿越要求各国对比

目前我国少数风电机组完成低电压穿越测试，在中国的30000多台风机容量中，有低电压穿越功能的不到10%。国外大量已投运风电场风电机组都要求具备低电压穿越能力。

国外低电压穿越标准主要有：（1）德国对风电场低电压穿越的要求比较高，在故障持续时间1.5s内不得从电网切除；在并网点电压降低到0%，保持并网运行150ms. （2）国内对低电压穿越的要求故障持续时问为3s，电压下降到额定电压的15%，风电场必须保

持并网运行625ms（见图1）。相比德国的并网标准中的要求，此要求比较低。国内标准对故障后有功功率恢复的要求与国外标准类似。

图1 各国低电压穿越能力要求

国外大部分并网标准中对低电压穿越的要求都包括对穿越期间无功电流支持的要求，我国新修订的并网标准中，新增了对于大型风电基地内的风电机组，在低电压穿越实现过程中的无功电流注入要求（见表3）。2.2.2 有功功率控制

国内目前大部分风电场不具备有功功率控制能力，无法按照调度指令快速对风电场出力进行调整，只能由风电场运行人员逐台调节风电机组，速度慢，效率低，不能满足系统控制需求。而国外如英国、丹麦和德国等国的大型风电场一般都具备有功功率控制系统，可根据调度指令自动分配控制每台风电机组有功出力，具备有功控制能力，风电场可参与电网调峰、调频。 （见表4）。

国内目前对风电场有功功率的要求主要包括三个方面：风电场应具备的有功功率控制能力、风电场最大功率变化率以及电网紧急状态下的风电场有功功率控制。

2.2.3无功功率控制

我国目前风电机组大多设置为定功率因数控制，风电场的无功电压只能依靠集中式的无功补偿装置来调节，无功补偿装置类型大多采用电容，电抗器组、SVC或STATCOM。风电场基本没有无功电压控制系统，不能统一灵活调节风电机组无功出力、场内集中无功补偿装置以及风电场升压变主变分接头。国外风电机组功率因数一般可在线调节，能充分利用风电机组发出无功功率的能力，支撑电网电压。

2.3小结

我国风电并网标准是由我国风电技术、风电制造业、风电管理等多方因素综合考虑制定的。新国标根据我国风电发展现状及未来发展需要，在低电压穿越、无功注入等方面加强了并网的要求，但在具体的数据要求及细节方面与欧洲标准仍有差距。另外，随着新一批风电场的建设投产，地区级的风电标准也亟待更新。

新并网标准的颁布实施将促进我国风电健康有序地规模化发展，确保大规模风电并网后电力系统的安全稳定与可靠供电。

3.总结

通过介绍国内外风电产业及并网标准比较，我国风电产业在装机容量、并网容量等方面局世界第一；但在技术创新、细化标准、并网发电率等方面与丹麦、美国等国家还有差距，解决风电并网、消纳问题已成为中国风电发展的关键。

随着技术不断革新，并网标准继续修订升级，风电终将成为一种能预测、能控制、抗干扰的优质电源，电网的友好电源。

参考文献：

[1]中国新能源发电分析报告（20l1年）[R].2011.

[2]中国电力科学研究院.清洁能源发展并网技术与标准研究[Z].2009.

[3]高玉洁.风电场接入电网后的电能质量问题分析[J].南方电网技术。2009，3（4）：

68-72.

[4]张国新.风力发电并网技术及电能质量控制策略[J].电力自动化设备，2009.29（6）：130-133.