光明日報(bào)記者 王冰雅 宋喜群 光明日報(bào)通訊員 魏子航

　　“我們團(tuán)隊(duì)通過加強(qiáng)技術(shù)研究，為每一臺(tái)風(fēng)電機(jī)組把脈問診，確保風(fēng)電大規(guī)模安全輸送，構(gòu)筑起電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的安全屏障?！眹W(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院新能源科技研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人沈渭程說。多年來，沈渭程帶著這支平均年齡32歲的青年團(tuán)隊(duì)，駐扎西北戈壁荒灘開展技術(shù)攻關(guān)，取得了一系列研究成果，有效促進(jìn)了甘肅新能源消納能力提升，保障了甘肅新能源電力安全運(yùn)行。

　　保障新能源并網(wǎng)安全

　　2009年，甘肅酒泉千萬千瓦級(jí)風(fēng)電基地建設(shè)全面啟動(dòng)。建設(shè)初期，人們對(duì)風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)性能及并網(wǎng)技術(shù)認(rèn)識(shí)不足，加之技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、建設(shè)管理制度不完善，導(dǎo)致并網(wǎng)機(jī)組存在安全隱患。

　　在這樣的背景下，國網(wǎng)甘肅電科院新能源科技研發(fā)團(tuán)隊(duì)迅速組建，開始投入風(fēng)電機(jī)組低、高壓故障穿越現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)證工作。團(tuán)隊(duì)需要測出電力系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，風(fēng)電機(jī)組是否具備并網(wǎng)運(yùn)行能力，并對(duì)不具備并網(wǎng)運(yùn)行能力的情況提出改造意見，確保電網(wǎng)安全運(yùn)行。

　　“試驗(yàn)過程中最大的困難是‘等風(fēng)’。我們要隨時(shí)關(guān)注風(fēng)速變化，抓住轉(zhuǎn)瞬即逝的機(jī)會(huì)開展測試。”沈渭程說。然而，在廣袤的戈壁，等到的不一定是風(fēng)。2012年，沈渭程和團(tuán)隊(duì)在河西地區(qū)做低壓穿越試驗(yàn)時(shí)，突然遭遇沙塵暴?！盎臎龅母瓯跒┥希挥酗L(fēng)電機(jī)組下10平方米的移動(dòng)式鐵皮房可以躲避，我們6個(gè)人就一起擠進(jìn)鐵皮房。”沙塵暴過后，每個(gè)人身上都是沙土，但試驗(yàn)不等人，風(fēng)也不等人，沈渭程和團(tuán)隊(duì)成員立馬重新投入試驗(yàn)。

　　沈渭程與團(tuán)隊(duì)開展的新能源機(jī)組低、高電壓穿越性能改造試驗(yàn)，提升了新能源基地輸送能力，保障了新能源并網(wǎng)安全，同時(shí)促進(jìn)了新能源行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。2018年后，甘肅省內(nèi)再無風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)事故發(fā)生。

　　建設(shè)新能源風(fēng)光資源監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

　　甘肅省風(fēng)光資源富集，以酒泉為代表的河西地區(qū)戈壁面積遼闊、地勢平坦，是全國發(fā)展新能源基礎(chǔ)條件最好的地區(qū)之一。據(jù)甘肅省電力公司調(diào)度中心統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2021年年底，河西走廊共有風(fēng)電裝機(jī)容量1352萬千瓦，光電裝機(jī)容量961萬千瓦。

　　如此體量的風(fēng)光電集群，其運(yùn)行面臨著巨大的挑戰(zhàn)：風(fēng)光電集群周出力波動(dòng)幅度高達(dá)94%，火電調(diào)節(jié)能力嚴(yán)重不足，交直流送出能力受限，進(jìn)而導(dǎo)致風(fēng)光電不能及時(shí)送出，出現(xiàn)棄風(fēng)棄光現(xiàn)象。

　　“要緩解風(fēng)光電波動(dòng)幅度、調(diào)節(jié)交直流電力輸送，必須有一個(gè)可以統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的新能源集群源網(wǎng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，對(duì)電廠發(fā)電多少、出力大小進(jìn)行智能化控制，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)光電調(diào)度智能化、消納能力最大化?！痹趫F(tuán)隊(duì)中負(fù)責(zé)新能源場站運(yùn)行監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的呂清泉告訴記者。

　　“目前，我們建成了包括44座測風(fēng)塔、18座測光站在內(nèi)的風(fēng)光資源實(shí)時(shí)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)支撐平臺(tái)?！眳吻迦f，通過大規(guī)模優(yōu)化風(fēng)光電資源網(wǎng)絡(luò)布局，可以準(zhǔn)確了解不同時(shí)空條件下風(fēng)光電的發(fā)電特性，從而為建設(shè)新能源集群源網(wǎng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)提供支撐。

　　建塔建站需要“尋點(diǎn)”，即根據(jù)新能源場站前期布局規(guī)劃和地理環(huán)境特征，找到具有代表性的位置。由于缺少實(shí)地監(jiān)測數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)只能在沒有路的戈壁灘上借助GPS來尋找合適的建設(shè)點(diǎn)?！案瓯跒┥蠜]有固定的路，有時(shí)候我們會(huì)在行車途中被雨水沖刷的深溝擋住，這時(shí)候只能徒步前往坐標(biāo)點(diǎn)?！眳吻迦貞浀馈?/p>

　　為了減少風(fēng)光電短時(shí)間快速波動(dòng)造成的測試誤差，團(tuán)隊(duì)在反復(fù)討論中建立了風(fēng)光電預(yù)測精確度的量化評(píng)估指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化電力功率控制。有了數(shù)據(jù)支撐和評(píng)估指標(biāo)，新能源集群源網(wǎng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)就有了基礎(chǔ)。此外，在常規(guī)控制基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)還制定了“常規(guī)控制+補(bǔ)救策略”的兩級(jí)控制機(jī)制，根據(jù)反饋信息有效彌補(bǔ)風(fēng)光電集群控制系統(tǒng)可靠性難以保證的缺陷。

　　歷經(jīng)9年科研攻關(guān)，該團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了甘肅千萬千瓦級(jí)風(fēng)光電集群資源可發(fā)電量的精準(zhǔn)評(píng)估，建成千萬千瓦級(jí)風(fēng)光電集群源網(wǎng)協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，填補(bǔ)了國際千萬千瓦級(jí)風(fēng)光電集群源網(wǎng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)的空白。

　　提升新能源電網(wǎng)承載能力

　　2021年，甘肅省新能源發(fā)電量突破400億千瓦時(shí)，減排二氧化碳約4000萬噸，這是甘肅電力立足新發(fā)展階段、貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局、推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)在甘肅落地交出的歷史答卷。

　　“‘十四五’以來，甘肅省對(duì)于新能源行業(yè)的發(fā)展提出了更高的要求，我們團(tuán)隊(duì)下一步研究的主要方向是新能源仿真與主動(dòng)支撐技術(shù)?！鄙蛭汲探榻B，在新能源占高比例的電力系統(tǒng)中，主動(dòng)支撐技術(shù)可以有效提高新能源消納水平，緩解電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、電壓支撐壓力；可以促進(jìn)新能源發(fā)電并網(wǎng)從“被動(dòng)適應(yīng)”向“主動(dòng)支撐和自主運(yùn)行”轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)新能源與電網(wǎng)的友好互動(dòng)，提升電網(wǎng)承載能力。

　　張旭軍今年29歲，是團(tuán)隊(duì)中年齡最小的成員，主要負(fù)責(zé)電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析?！胺抡媸侄沃饕峭ㄟ^仿真計(jì)算軟件模擬電網(wǎng)實(shí)際故障，觀測電網(wǎng)電壓、頻率、功角等是否穩(wěn)定，從而發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行的薄弱點(diǎn)?！睆埿褴娬f。

　　“隨著新能源行業(yè)的快速發(fā)展，電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)發(fā)生深刻變化，傳統(tǒng)的仿真技術(shù)出現(xiàn)仿不了、仿不準(zhǔn)、仿不快的問題?！睆埿褴娬f，對(duì)于新能源仿真技術(shù)來說，技術(shù)創(chuàng)新沒有盡頭。只有不斷在提高精度、擴(kuò)大規(guī)模、應(yīng)用實(shí)用的路上探索追求，才能提升新能源機(jī)組仿真認(rèn)識(shí)，從而保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

　　張旭軍還記得，剛?cè)肼殐芍軙r(shí)，他就接到了去西北分部工作的任務(wù)。從來沒有使用過計(jì)算軟件的他心情忐忑，卻很快在團(tuán)隊(duì)前輩的指導(dǎo)下打消了顧慮：“我們幾乎每天一起工作12至14個(gè)小時(shí)，前輩手把手教我每一步操作過程和分析流程，幫助我熟練掌握了仿真計(jì)算軟件工具?！?/p>

　　“主動(dòng)支撐技術(shù)目前處于前期研究階段，我們團(tuán)隊(duì)正積極和國內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)聯(lián)合開展研究?！鄙蛭汲陶f，“盡管還有許多難題亟待攻克，但我相信我們是有朝氣、敢攻堅(jiān)、能拼搏、善行動(dòng)的團(tuán)隊(duì)，一定會(huì)在新能源技術(shù)攻堅(jiān)的路上走得更遠(yuǎn)?！?/p>