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近日，新疆金風(fēng)科技股份有限公司（下稱“金風(fēng)科技”）和澳洲新南威爾士大學(xué)(UNSW)聯(lián)合成立了風(fēng)能實(shí)驗(yàn)室，用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的模擬控制和仿真實(shí)驗(yàn)。

很多人都會(huì)疑惑，發(fā)達(dá)國(guó)家一所世界頂尖級(jí)研究學(xué)府，為何會(huì)選擇一家中國(guó)企業(yè)，合作研發(fā)新能源并網(wǎng)技術(shù)？從下面這個(gè)故事中，您或許能夠找到答案。

知識(shí)點(diǎn)！

當(dāng)風(fēng)電基地并入電網(wǎng)，并網(wǎng)點(diǎn)的電壓穩(wěn)定對(duì)電網(wǎng)安全至關(guān)重要，因此需要對(duì)無(wú)功功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。我國(guó)一直以來(lái)的解決方案是在新能源場(chǎng)站配備集中無(wú)功調(diào)節(jié)裝置，這也成為我國(guó)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)企業(yè)的硬性要求。

常用的集中無(wú)功調(diào)節(jié)裝置包括靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置（SVC）以及靜態(tài)無(wú)功發(fā)生器（SVG），多年來(lái)在保持新能源場(chǎng)站并網(wǎng)點(diǎn)電壓穩(wěn)定方面發(fā)揮了重要作用，但存在性能良莠不齊、控制模式不統(tǒng)一，以及耗電量大等問題……

一場(chǎng)史無(wú)前例的試驗(yàn)

2015年年底，寧夏一家正常運(yùn)行的17.5萬(wàn)千瓦風(fēng)電場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示，該風(fēng)電場(chǎng)站無(wú)功調(diào)節(jié)裝置全年的耗電量為0。這意味著控制并網(wǎng)電壓的SVG一直處于熱備狀態(tài)，并無(wú)出力。與此同時(shí)，該場(chǎng)站的電壓依然保持穩(wěn)定，與使用SVG的臨近風(fēng)電場(chǎng)站并無(wú)差異。

此時(shí)在該場(chǎng)站扮演無(wú)功調(diào)節(jié)角色的，竟是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)一臺(tái)臺(tái)正在運(yùn)行的風(fēng)電機(jī)組。

這一結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了業(yè)主和電網(wǎng)企業(yè)的想象。此前，國(guó)內(nèi)還沒有任何一家風(fēng)電場(chǎng)能夠脫離獨(dú)立的裝置調(diào)節(jié)并網(wǎng)電壓。而這次試運(yùn)行，僅僅依靠一個(gè)控制系統(tǒng)發(fā)送指令，就調(diào)動(dòng)起風(fēng)電機(jī)組自身的“智慧和能力”，完成了穩(wěn)定電壓的任務(wù)。

這個(gè)控制系統(tǒng)，是新疆金風(fēng)科技股份有限公司（下稱“金風(fēng)科技”）研發(fā)的無(wú)功電壓管理平臺(tái)（VMP）。

↑ 金風(fēng)科技實(shí)時(shí)數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)室，包括VMP在內(nèi)的許多創(chuàng)新性電網(wǎng)接入技術(shù)成果在這里誕生

早在2013年，面對(duì)市場(chǎng)不斷提升電網(wǎng)友好性的需求，金風(fēng)科技研發(fā)中心的電網(wǎng)接入技術(shù)團(tuán)隊(duì)產(chǎn)生了VMP產(chǎn)品的初步設(shè)想——開發(fā)一套控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的電壓和無(wú)功需求調(diào)動(dòng)風(fēng)電機(jī)組自身的無(wú)功來(lái)完成無(wú)功補(bǔ)償。迅速立項(xiàng)、投入研發(fā)，同年年底，想法變成現(xiàn)實(shí)，第一臺(tái)VMP產(chǎn)品問世了。

幾乎在同一時(shí)間，國(guó)內(nèi)許多風(fēng)電場(chǎng)正在經(jīng)歷集中無(wú)功調(diào)節(jié)裝置迭代的尷尬。一方面，SVC依靠晶閘管方式調(diào)節(jié)，響應(yīng)速度較慢、設(shè)備損耗高，已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)時(shí)的電網(wǎng)運(yùn)行需求；另一方面，新一代裝置SVG剛剛投入使用，受生產(chǎn)廠家影響性能良莠不齊，運(yùn)行并不穩(wěn)定。

VMP產(chǎn)品可謂為打破尷尬局面“量身定做”，能夠十分有針對(duì)性地解決業(yè)主的這些困擾。在積極協(xié)調(diào)國(guó)網(wǎng)寧夏電力并獲得許可后，2014年9月，金風(fēng)科技完成VMP系統(tǒng)在試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)的安裝調(diào)試。

試驗(yàn)結(jié)果在金風(fēng)科技工程師的預(yù)料之中——VMP指揮風(fēng)電場(chǎng)已有的風(fēng)電機(jī)組，代替無(wú)功調(diào)節(jié)裝置完成了無(wú)功調(diào)節(jié)，穩(wěn)態(tài)響應(yīng)速度還不到1秒。據(jù)金風(fēng)科技工程師介紹，VMP系統(tǒng)優(yōu)先調(diào)度風(fēng)電機(jī)組無(wú)功，當(dāng)風(fēng)電機(jī)組調(diào)節(jié)能力不足時(shí)，VMP會(huì)進(jìn)一步調(diào)動(dòng)風(fēng)電場(chǎng)集中無(wú)功調(diào)節(jié)裝置，相當(dāng)于增加了整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功備用。但事實(shí)上，目前最大調(diào)節(jié)能力只需要風(fēng)電場(chǎng)容量的20% ~25%，而風(fēng)電機(jī)組的補(bǔ)償能力達(dá)到33%，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過需求。值得一提的是，在試運(yùn)行期間，風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)歷一次低電壓故障，在VMP系統(tǒng)的控制下也得以平穩(wěn)通過。

2個(gè)月運(yùn)行下來(lái)，試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)在VMP的控制下電壓合格率達(dá)到100%，試驗(yàn)獲得成功。

早于電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)3年

2016年下半年，國(guó)家電網(wǎng)公司開始重視“新能源設(shè)備自身的無(wú)功調(diào)節(jié)能力”，西北電網(wǎng)率先下發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，要求在新能源場(chǎng)站建設(shè)自動(dòng)電壓控制系統(tǒng)。隨后的2017年，新疆、甘肅、寧夏等省級(jí)供電公司陸續(xù)下發(fā)文件提出要求。在誕生整整3年后，VMP產(chǎn)品一時(shí)間成為市場(chǎng)上的“搶手貨”。

3年里，寧夏這個(gè)試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)已率先受益。數(shù)據(jù)顯示，2015~2017年，應(yīng)用VMP系統(tǒng)的風(fēng)電場(chǎng)相比同等容量、使用SVG裝置的臨近風(fēng)電場(chǎng)平均年節(jié)電160多萬(wàn)度，廠用電率降低1個(gè)百分點(diǎn)，風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量提升了0.5%，同時(shí)集中無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的運(yùn)維費(fèi)用也大大降低。

經(jīng)歷多年的反復(fù)調(diào)試優(yōu)化，VMP系統(tǒng)的性能更加穩(wěn)定，效率也更高。如今VMP已經(jīng)升級(jí)至全新一代，在保留原有性能基礎(chǔ)上增加了最優(yōu)潮流計(jì)算，能夠進(jìn)一步降低場(chǎng)內(nèi)損耗；同時(shí)增加了一次調(diào)頻等功能，能夠在調(diào)節(jié)電壓、實(shí)現(xiàn)低電壓和高電壓穿越的同時(shí)快速調(diào)節(jié)風(fēng)電場(chǎng)的有功功率。這成為金風(fēng)科技產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品中的一大特色。

隨著金風(fēng)科技的市場(chǎng)國(guó)際化，VMP系統(tǒng)已成功應(yīng)用于金風(fēng)科技眾多海外項(xiàng)目中，獲得國(guó)外客戶和電網(wǎng)的認(rèn)可。

值得一提的是，因一次調(diào)頻功能填補(bǔ)了澳洲技術(shù)空白，金風(fēng)科技還獲得澳洲政府提供的新能源一次調(diào)頻資助。目前，VMP在國(guó)內(nèi)外已有400多套應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)。

今天，大基地項(xiàng)目建設(shè)再次迎來(lái)高潮，隨著裝機(jī)容量增加，金風(fēng)科技包括VMP系統(tǒng)在內(nèi)的并網(wǎng)技術(shù)發(fā)展將在其中發(fā)揮更加重要的作用。面對(duì)不斷發(fā)展的市場(chǎng)需求，金風(fēng)科技將繼續(xù)加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，加大技術(shù)研發(fā)與儲(chǔ)備和投入，為風(fēng)電大基地建設(shè)和新能源發(fā)展保駕護(hù)航。