秦海巖：不要讓并網標準殺死新能源產業

2017-12-29 11:58:28 來源:北極星風力發電網作者:秦海巖　點擊量：評論 (0)

《風電場接入電力系統規定》GB T-19963-2011自發布以來已經執行到了第六個年頭，當時風電行業內關于這個標準的爭議和討論，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

《風電場接入電力系統規定》GB/T-19963-2011自發布以來已經執行到了第六個年頭，當時風電行業內關于這個標準的爭議和討論，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開始。

過去的6年新能源發電高速發展，技術革新日新月異，由微不足道的補充電源成為了占比5%的重要替代能源。遺憾的是，當時寄希望于用規范的電網技術標準來解決剛露苗頭的技術矛盾，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，棄風棄光問題逐年惡化。時至今日，我國在電力系統整體技術水平并不落后的情況下，以高于世界常規水平10-20倍的限電率（部分地區限電率高達30%-40%）為代價，維持運行著僅相當于美歐等國一半甚至幾分之一電量貢獻率的新能源電源。

常年的棄風棄光以及新能源、火電、電網、政府機構之間交織的利益格局沖突，已經剪不斷理還亂，一段時間出現了一種傾向，即想盡辦法把棄風棄光這樣實質上由于體制約束和利益格局沖突導致的復雜問題，描述為“客觀的技術挑戰”。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致新能源的空前浪費，相關各方毫無疑問難逃“不顧大局”的詬病；如果主要因為“技術挑戰”導致不能消納，則變成了大家都不得不尊重的“客觀現實”。如果事情僅止于此，倒也無傷大局，畢竟現狀是體制與利益矛盾交織的產物，不能簡單歸咎于任何一方，更不能歸咎于個人。如果上上下下都認可“技術上不可解決”，起碼可以讓企業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“技術挑戰”找起解決手段來了，還強行讓新能源企業為這些手段買單，那問題就變味了。新能源裝機是全社會的財富，尤其是一多半都是央企的資產，都是人民的財產。人民的血汗錢不是天上掉下來的，投資了清潔發電資產卻不讓發清潔電造福社會，非要燒煤，這先按下不表，還要再往里面砸進巨額的改造費用，去圓那些個“技術挑戰”的戲碼，這個問題就嚴重了。新的《風電場接入電力系統規定》以及一系列分項細則行業標準，就在這個陰影下，在2015年底啟動。

如果說棄風棄光問題惡化的頭一兩年，業內還有很多爭論的話，現今恐怕矛盾各方從上到下都不會否認，資源是否能夠市場化配置，或者經濟低碳最優配置，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鍵。無論是歐洲還是北美，當他們的新能源電量占比達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遠不如今天的我們，一次能源結構也只有少數比我們條件更好，可他們幾乎沒有限電，至今如此。因此，指望靠提高某些技術要求就能“解決機網協調問題”，恐怕連提出來的人自己能夠相信多少都是個問號。

具體的標準修訂內容很多，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動慣量、強制參與一次調頻

“轉動慣量”是指傳統發電機轉子的物理轉動慣量在電力系統動態特征中的表現；“一次調頻”是指系統中的部分電源應當留有一定的出力冗余，并且自動根據實時測得的系統頻率快速調整，以在系統中發電和用電突然產生較大的不平衡，頻率快速偏離50Hz工頻的情況下，盡快將系統頻率支撐住。兩者均是傳統理論中電網頻率穩定的關鍵因素之一。

2015年9月華東電網錦蘇線出現閉鎖故障，系統瞬間丟失了約500萬千瓦電源，隨后的頻率下跌遠超預期，實際原因是網內電源（主要是大容量火電）一次調頻能力嚴重不足，區外特高壓直流電力大量饋入導致系統轉動慣量下降，以及原有仿真建模需改進等等（見《電力系統自動化》2017, 41(7): 149-155，華東調度主導的事故分析）。但神奇的是，此次事故原因隨即被迅速引申到新能源行業，提出了“新能源電源不具備常規的轉動慣量，嚴重減少了全系統轉動慣量，因此頻率下跌更快”，“新能源電源必須參與調頻”，最后不斷演繹，終于煉成了一套“虛擬同步電機”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的同步電機模型。真正導致系統慣量減少的原因“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”。

就算忽略那個事實上的“主犯”特高壓，“虛擬同步機”看似一環一環的推論，邏輯充滿了似是而非和矛盾，只是行外人士不易發現罷了：

系統轉動慣量的減少，是實實在在減少同步機運行的情況下才會發生的，也就是說，因為并網新能源多了而關掉相應多余的火電機組。然而事實上至今為止，兩大電網公司控制區內沒有任何一家調度機構會因為新能源多了而大量關掉火電（火電自身太多了導致部分被關掉自然與此無關）。他們只會讓火電壓低出力以空出新能源發電的空間。因為，調度需要保證，如果下一刻鐘所有的風和光都沒了，這些在線運行的火電站也能立即頂上支撐住所有的負荷（這個極為保守原則其實也是現在“靈活性不足問題”的根源，這又涉及到另外一個巨大的浪費，大家有時間可以去讀讀張樹偉的文章《系統“調峰服務與輔助服務”是啥意思》，《風能》雜志2017年第10期）。因此粗略的來看，無論當天網內是否有新能源機組發電，需要并網并運行的常規機組數量并不會有很大差別。其差別只是這些常規機組是全力運行還是低載運行提供備用而已。

既然該在的傳統機組們絕大多數都在線，談何嚴重減少全系統轉動慣量呢？機組帶給系統的轉動慣量可和它是重載還是輕載沒什么關系。再退一步說，系統的轉動慣量不僅僅是火電機組提供的，相同容量的水電機組提供的轉動慣量遠大于火電；此外還有大量的轉動慣量來自于負荷側由電網電直接驅動的旋轉設備，通常是各類工業用電機。（隨著電力電子拖動產業的發展，這部分正在明顯減小倒是真的）。更不用說事實上特高壓直流一條線路就能將上千萬千瓦火電機組的慣量“歸零”。由于來自特高壓的遠方電能實實在在地對本地電源形成了永久性的替代，這部分機組是真的停下去了，其對應的慣量自然就從網上消失了。

在這種客觀事實下，竟然有人提出：只占到全網5%發電量的新能源機組“嚴重減少了系統的轉動慣量”，豈不是滑稽而令人哭笑不得的“神推論”？