《風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)規(guī)定》GB/T-19963-2011自發(fā)布以來已經(jīng)執(zhí)行到了第六個年頭,當(dāng)時風(fēng)電行業(yè)內(nèi)關(guān)于這個標(biāo)準(zhǔn)的爭議和討論,以及隨之而來的大改造過程和幾十億元的改造投入還歷歷在目,歲月如梭,新的一輪修訂工作已經(jīng)開始。
過去的6年新能源發(fā)電高速發(fā)展,技術(shù)革新日新月異,由微不足道的補(bǔ)充電源成為了占比5%的重要替代能源。遺憾的是,當(dāng)時寄希望于用規(guī)范的電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來解決剛露苗頭的技術(shù)矛盾,也許收到了短時的效果,但旋即就在更大更難解決的體制和利益矛盾面前一潰千里,棄風(fēng)棄光問題逐年惡化。時至今日,我國在電力系統(tǒng)整體技術(shù)水平并不落后的情況下,以高于世界常規(guī)水平10-20倍的限電率(部分地區(qū)限電率高達(dá)30%-40%)為代價,維持運(yùn)行著僅相當(dāng)于美歐等國一半甚至幾分之一電量貢獻(xiàn)率的新能源電源。
常年的棄風(fēng)棄光以及新能源、火電、電網(wǎng)、政府機(jī)構(gòu)之間交織的利益格局沖突,已經(jīng)剪不斷理還亂,一段時間出現(xiàn)了一種傾向,即想盡辦法把棄風(fēng)棄光這樣實(shí)質(zhì)上由于體制約束和利益格局沖突導(dǎo)致的復(fù)雜問題,描述為“客觀的技術(shù)挑戰(zhàn)”。這顯然對很多方面是有很大好處的:因為局部利益沒理順而導(dǎo)致新能源的空前浪費(fèi),相關(guān)各方毫無疑問難逃“不顧大局”的詬病;如果主要因為“技術(shù)挑戰(zhàn)”導(dǎo)致不能消納,則變成了大家都不得不尊重的“客觀現(xiàn)實(shí)”。如果事情僅止于此,倒也無傷大局,畢竟現(xiàn)狀是體制與利益矛盾交織的產(chǎn)物,不能簡單歸咎于任何一方,更不能歸咎于個人。如果上上下下都認(rèn)可“技術(shù)上不可解決”,起碼可以讓企業(yè)和個人不要承受太大的壓力。然而,如果演員入戲太深,假戲真做,開始為某些似是而非的“技術(shù)挑戰(zhàn)”找起解決手段來了,還強(qiáng)行讓新能源企業(yè)為這些手段買單,那問題就變味了。新能源裝機(jī)是全社會的財富,尤其是一多半都是央企的資產(chǎn),都是人民的財產(chǎn)。人民的血汗錢不是天上掉下來的,投資了清潔發(fā)電資產(chǎn)卻不讓發(fā)清潔電造福社會,非要燒煤,這先按下不表,還要再往里面砸進(jìn)巨額的改造費(fèi)用,去圓那些個“技術(shù)挑戰(zhàn)”的戲碼,這個問題就嚴(yán)重了。新的《風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)規(guī)定》以及一系列分項細(xì)則行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),就在這個陰影下,在2015年底啟動。
如果說棄風(fēng)棄光問題惡化的頭一兩年,業(yè)內(nèi)還有很多爭論的話,現(xiàn)今恐怕矛盾各方從上到下都不會否認(rèn),資源是否能夠市場化配置,或者經(jīng)濟(jì)低碳最優(yōu)配置,局部利益與全局利益、短期利益與長期利益之間的沖突,才是這個問題的源頭和關(guān)鍵。無論是歐洲還是北美,當(dāng)他們的新能源電量占比達(dá)到我們目前水平的時期,其無論整體電源裝備還是信息化水平都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如今天的我們,一次能源結(jié)構(gòu)也只有少數(shù)比我們條件更好,可他們幾乎沒有限電,至今如此。因此,指望靠提高某些技術(shù)要求就能“解決機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)問題”,恐怕連提出來的人自己能夠相信多少都是個問號。
具體的標(biāo)準(zhǔn)修訂內(nèi)容很多,三天三夜也討論不完,僅僅舉幾個例子吧:
新能源必須提供模擬轉(zhuǎn)動慣量、強(qiáng)制參與一次調(diào)頻
“轉(zhuǎn)動慣量”是指傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的物理轉(zhuǎn)動慣量在電力系統(tǒng)動態(tài)特征中的表現(xiàn);“一次調(diào)頻”是指系統(tǒng)中的部分電源應(yīng)當(dāng)留有一定的出力冗余,并且自動根據(jù)實(shí)時測得的系統(tǒng)頻率快速調(diào)整,以在系統(tǒng)中發(fā)電和用電突然產(chǎn)生較大的不平衡,頻率快速偏離50Hz工頻的情況下,盡快將系統(tǒng)頻率支撐住。兩者均是傳統(tǒng)理論中電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的關(guān)鍵因素之一。
2015年9月華東電網(wǎng)錦蘇線出現(xiàn)閉鎖故障,系統(tǒng)瞬間丟失了約500萬千瓦電源,隨后的頻率下跌遠(yuǎn)超預(yù)期,實(shí)際原因是網(wǎng)內(nèi)電源(主要是大容量火電)一次調(diào)頻能力嚴(yán)重不足,區(qū)外特高壓直流電力大量饋入導(dǎo)致系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量下降,以及原有仿真建模需改進(jìn)等等(見《電力系統(tǒng)自動化》2017, 41(7): 149-155,華東調(diào)度主導(dǎo)的事故分析)。但神奇的是,此次事故原因隨即被迅速引申到新能源行業(yè),提出了“新能源電源不具備常規(guī)的轉(zhuǎn)動慣量,嚴(yán)重減少了全系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量,因此頻率下跌更快”,“新能源電源必須參與調(diào)頻”,最后不斷演繹,終于煉成了一套“虛擬同步電機(jī)”理論,也就是要求新能源電源必須在任何特性上都符合傳統(tǒng)的同步電機(jī)模型。真正導(dǎo)致系統(tǒng)慣量減少的原因“大容量特高壓直流饋入”反而被有意忽略了。新能源成為特高壓輸電的“專用背鍋俠”。
就算忽略那個事實(shí)上的“主犯”特高壓,“虛擬同步機(jī)”看似一環(huán)一環(huán)的推論,邏輯充滿了似是而非和矛盾,只是行外人士不易發(fā)現(xiàn)罷了:
系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的減少,是實(shí)實(shí)在在減少同步機(jī)運(yùn)行的情況下才會發(fā)生的,也就是說,因為并網(wǎng)新能源多了而關(guān)掉相應(yīng)多余的火電機(jī)組。然而事實(shí)上至今為止,兩大電網(wǎng)公司控制區(qū)內(nèi)沒有任何一家調(diào)度機(jī)構(gòu)會因為新能源多了而大量關(guān)掉火電(火電自身太多了導(dǎo)致部分被關(guān)掉自然與此無關(guān))。他們只會讓火電壓低出力以空出新能源發(fā)電的空間。因為,調(diào)度需要保證,如果下一刻鐘所有的風(fēng)和光都沒了,這些在線運(yùn)行的火電站也能立即頂上支撐住所有的負(fù)荷(這個極為保守原則其實(shí)也是現(xiàn)在“靈活性不足問題”的根源,這又涉及到另外一個巨大的浪費(fèi),大家有時間可以去讀讀張樹偉的文章《系統(tǒng)“調(diào)峰服務(wù)與輔助服務(wù)”是啥意思》,《風(fēng)能》雜志2017年第10期)。因此粗略的來看,無論當(dāng)天網(wǎng)內(nèi)是否有新能源機(jī)組發(fā)電,需要并網(wǎng)并運(yùn)行的常規(guī)機(jī)組數(shù)量并不會有很大差別。其差別只是這些常規(guī)機(jī)組是全力運(yùn)行還是低載運(yùn)行提供備用而已。
既然該在的傳統(tǒng)機(jī)組們絕大多數(shù)都在線,談何嚴(yán)重減少全系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量呢?機(jī)組帶給系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量可和它是重載還是輕載沒什么關(guān)系。再退一步說,系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量不僅僅是火電機(jī)組提供的,相同容量的水電機(jī)組提供的轉(zhuǎn)動慣量遠(yuǎn)大于火電;此外還有大量的轉(zhuǎn)動慣量來自于負(fù)荷側(cè)由電網(wǎng)電直接驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)設(shè)備,通常是各類工業(yè)用電機(jī)。(隨著電力電子拖動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,這部分正在明顯減小倒是真的)。更不用說事實(shí)上特高壓直流一條線路就能將上千萬千瓦火電機(jī)組的慣量“歸零”。由于來自特高壓的遠(yuǎn)方電能實(shí)實(shí)在在地對本地電源形成了永久性的替代,這部分機(jī)組是真的停下去了,其對應(yīng)的慣量自然就從網(wǎng)上消失了。
在這種客觀事實(shí)下,竟然有人提出:只占到全網(wǎng)5%發(fā)電量的新能源機(jī)組“嚴(yán)重減少了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量”,豈不是滑稽而令人哭笑不得的“神推論”?
責(zé)任編輯: 李穎