中德風(fēng)電并網(wǎng)政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的比較研究

圖2 德國(guó)新能源發(fā)展規(guī)劃

1.1.2 風(fēng)電并網(wǎng)相關(guān)技術(shù)要求

德國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)方面的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)是適應(yīng)風(fēng)電并網(wǎng)容量快速增加、并網(wǎng)問(wèn)題日益凸顯且不斷變化的情況而不斷調(diào)整和完善的。

2001 年，德國(guó)E. on電網(wǎng)公司內(nèi)的Dollern地區(qū)(漢堡附近)發(fā)生了一次輸電線路三相短路故障。故障導(dǎo)致網(wǎng)內(nèi)全部風(fēng)電機(jī)組(總?cè)萘?70萬(wàn)kW)同時(shí)脫網(wǎng)，已接近當(dāng)時(shí)全電網(wǎng)的最大可調(diào)節(jié)容量(300萬(wàn)kW)，對(duì)系統(tǒng)造成了二次沖擊，嚴(yán)重威脅了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，尤其是系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性。

事故后，E. on電網(wǎng)公司及相關(guān)部門(mén)對(duì)本次事故進(jìn)行了深入細(xì)致的分析，最終一致認(rèn)為，類(lèi)似風(fēng)電等分布式電源在電網(wǎng)故障期間必須具備向電網(wǎng)提供有功和無(wú)功的支撐能力以保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)年，E. on電網(wǎng)公司便對(duì)風(fēng)電機(jī)組提出了簡(jiǎn)單的故障穿越要求(提供故障后的有功支撐)。在此基礎(chǔ)上，2003年，E. on電網(wǎng)公司制定了第1部風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在全世界首先提出了風(fēng)電機(jī)組需具備低電壓穿越能力的要求。2004年，德國(guó)Vattenfall電網(wǎng)公司(現(xiàn)為50Hertz電網(wǎng)公司)也制定了類(lèi)似的新能源并網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則。2006年，E. on電網(wǎng)公司又對(duì)原有導(dǎo)則提出修改，將動(dòng)態(tài)無(wú)功電壓支撐的要求也納入到導(dǎo)則之中。至2007年，德國(guó)的電網(wǎng)公司基本上都針對(duì)新能源的入網(wǎng)制定了自己的并網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則。

為了保證風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)要求的一致性和完整性，德國(guó)輸電網(wǎng)聯(lián)盟(VDN)最終在2007年制定的德國(guó)高壓電網(wǎng)并網(wǎng)導(dǎo)則(輸電系統(tǒng)法規(guī)2007)中統(tǒng)一提出了對(duì)高壓并網(wǎng)的風(fēng)電的相關(guān)技術(shù)要求。有關(guān)中壓并網(wǎng)的風(fēng)電技術(shù)要求，在德國(guó)能源經(jīng)濟(jì)和水能管理協(xié)會(huì)(BDEW)制定的德國(guó)中壓電網(wǎng)并網(wǎng)導(dǎo)則(《連接至中壓電網(wǎng)并與其并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電設(shè)備導(dǎo)則2008》(包含風(fēng)電等全部新能源))中統(tǒng)一給出。由于德國(guó)的高壓和中壓并網(wǎng)導(dǎo)則都是依據(jù)德國(guó)可再生能源法中的相關(guān)條款制定，所以上述2個(gè)導(dǎo)則頒布之日起即具備了法律效力。

1.1.3 風(fēng)電并網(wǎng)相關(guān)的測(cè)試認(rèn)證技術(shù)導(dǎo)則

2009 年，受德國(guó)政府委托，德國(guó)風(fēng)能和其他可再生能源發(fā)展協(xié)會(huì)(FGW)根據(jù)聯(lián)邦可再生能源法制定了一系列與可再生能源系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)的技術(shù)導(dǎo)則(TR1- TR8，導(dǎo)則1-導(dǎo)則8)。其中，與并網(wǎng)相關(guān)的主要是導(dǎo)則3(TR3)、導(dǎo)則4(TR4)和導(dǎo)則8(TR8)。表1所示為導(dǎo)則主要內(nèi)容及說(shuō)明。

表1 德國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)相關(guān)測(cè)試認(rèn)證技術(shù)導(dǎo)則

1.2 我國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)政策和技術(shù)支持體系

我國(guó)風(fēng)電發(fā)展起步較晚，但由于受政府和產(chǎn)業(yè)界的高度重視，在較短的時(shí)間內(nèi)也快速建立起了風(fēng)電發(fā)展的政策、技術(shù)支持體系及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括政府和企業(yè)在不同層面上制定的法律法規(guī)和技術(shù)導(dǎo)則，以滿(mǎn)足風(fēng)電并網(wǎng)的需求。

1.2.1 法律和規(guī)劃

2006 年1月1日，我國(guó)第1部《可再生能源法》頒布實(shí)施，明確了可再生能源的上網(wǎng)電價(jià)以及其附加電價(jià)在銷(xiāo)售電價(jià)中的分?jǐn)偰Ｊ健Ｍ瑫r(shí)，法規(guī)要求電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)與依法取得行政許可或者報(bào)送備案的可再生能源發(fā)電企業(yè)簽訂并網(wǎng)協(xié)議，全額收購(gòu)其電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)可再生能源并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目的上網(wǎng)電量，并為可再生能源發(fā)電提供上網(wǎng)服務(wù)。此后，與《可再生能源法》配套的各種國(guó)家規(guī)定相繼出臺(tái)，風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等可再生能源產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。2009年，我國(guó)對(duì)可再生能源法進(jìn)行了修訂和完善，重點(diǎn)是解決可再生能源發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)與費(fèi)用分?jǐn)倷C(jī)制不完善、配套優(yōu)惠財(cái)稅政策未能有效落實(shí)、并網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行突出等問(wèn)題;實(shí)行了可再生能源發(fā)電全額保障性收購(gòu)的政策，明確要求發(fā)電企業(yè)在規(guī)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)達(dá)到的可再生能源發(fā)電量占全部發(fā)電量的比重;采用法律手段鼓勵(lì)促進(jìn)發(fā)電企業(yè)開(kāi)展可再生能源開(kāi)發(fā)利用，并制定電網(wǎng)企業(yè)優(yōu)先調(diào)度和全額保障性收購(gòu)可再生能源發(fā)電的具體辦法。與此同時(shí)，政府還負(fù)責(zé)指導(dǎo)有關(guān)風(fēng)電國(guó)標(biāo)和行標(biāo)的制定，如2011年審批通過(guò)了《風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》(國(guó)標(biāo))以及《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)導(dǎo)則》等17項(xiàng)風(fēng)電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

1995年、2000年、2007年、2008年以及2011年，我國(guó)政府部門(mén)對(duì)風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃做了多次調(diào)整，先后出臺(tái)了多個(gè)可再生能源發(fā)展綱要及中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，風(fēng)電發(fā)展的力度在逐步加大。其中，2008年的多個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地的規(guī)劃引領(lǐng)了中國(guó)風(fēng)電的跨越式發(fā)展。截至2011年年底，全國(guó)并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)電場(chǎng)超過(guò)500座，吊裝容量6 500萬(wàn)kW。其中，國(guó)家電網(wǎng)公司運(yùn)營(yíng)范圍內(nèi)并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到4 394萬(wàn)kW。

同德國(guó)風(fēng)電平穩(wěn)式的發(fā)展相比，我國(guó)風(fēng)電的發(fā)展目前還處于一種階躍式的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，如圖3所示。根據(jù)2011年最新頒布的“可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃”，未來(lái)近40年內(nèi)我國(guó)風(fēng)電還將保持平均每年2 000萬(wàn)kW左右裝機(jī)的增長(zhǎng)速度，仍將面臨較大的風(fēng)電消納壓力。具體目標(biāo)見(jiàn)表2。