國家能源局近日發布了《風電廠功率預測預報管理暫行辦法》; 8月5日,國家能源局會議審定并發布了“大型風電場并網設計技術規范”等18項重要標準;據了解,風電并網技術國家標準《風電場接入電力系統技術規定》已通過終審。風電標準體系建設全面鋪開。
面對這樣的市場環境,業內各界人士對風電并網賦予極大的關注。作為國內領先的新能源并網及運營技術服務供應商,東潤環能在風電并網技術服務領域具有豐富的實踐經驗。為此,記者對東潤環能(北京)科技有限公司董事副總經理劉丹進行了專訪,聆聽了她對風電并網方面的分析與建議。
“智慧能源應用技術領跑者”
“我們的愿景就是——智慧能源應用技術領跑者!”劉丹非常自信地說。
據劉丹介紹,東潤環能(北京)科技有限公司以發展綠色能源技術與服務為產業目標,致力于構建完整的綠色、低碳能源技術開發服務于未來社會。自2009年,東潤環能開始涉足新能源并網技術的研發領域,經過3年多努力,已經成為目前國內領先的新能源并網及營運技術服務供應商。東潤環能在已經取得近百個項目合作的成果的海量數據和經驗積累的優勢之上,進一步介入風電場運營管理服務領域,包括:風電調度并網支持管理系統、風電場群集控和生產管理系統等,做到更深層次的開發新能源并網技術。
東潤環能與中國電力科學研究院新能源研究所、華北電力大學、清華大學、中國科學院大氣物理研究所、南方電網等多家機構展開深入合作,為內蒙古電力公司、海南電網、大唐新能源、華能新能源、國電龍源、華電新能源、中廣核、華潤、國投電力、國華能源等二十多家電力、新能源投資(集團)公司及煤炭企業提供風電技術咨詢、風電、光伏功率預測、CDM項目開發、能源審計、節能技術咨詢等服務,并建立了良好的合作關系。
劉丹透露,在風電并網技術服務領域,東潤環能已經是領軍者。公司目前服務的項目已經達到一百多個,積累了豐富的經驗。
風電并網、消納和存儲是三大重點
風電市場是東潤環能服務的主要產業之一。提及目前我國的風電市場,劉丹認為,風電大躍進式高速發展時期已經過去,目前處于平穩增長期。
劉丹說,我國風電發展需要注意三大問題:并網、消納和存儲。并網技術是風電的瓶頸所在,原因很多。風能的不穩定性,必會對電網造成沖擊。對此國家必須大力發展風電并電技術。在歐洲幾個國家的電網是聯網的,他們有較完善的風電功率預測,風力發電很容易被消納,并且他們沒有我國這樣集中式的大型風電基地,所以在這個問題上我們沒有經驗可借鑒。合理規劃、精心設計、電網跟進、風電功率預測將是大型風電場開發的關注點和研發鏈,值得投入。
我國大型風電場大都位于電網末端,遠離負荷中心,無法就地消納,而東部沿海是我國經濟發達地區,電力負荷集中,能源資源相對貧乏,需要外電送入。因此如何擴大風電消納能力,也是目前需要大力研究的一個問題。
此外,劉丹提出,風電電能的質量也是需要關注的重點。風能相對與其他能源來講,最大的劣勢就是具有不穩定性。基于風電發電間歇性的特性,儲能可消除發電波動,改善電能質量。在劉丹看來,目前業界對于風電電能質量的關注還很不夠,包括儲能、逆變以及風場監控等方面應獲得更多資本的青睞。
劉丹透露,目前東潤環能在風電并網技術服務、風電存儲等多方面展開了深入研究,并取得了可喜成果,得到了客戶的一致肯定。
風電功率預測至關重要
風電場發電功率隨風速的無序變化是電網無法大規模接納風電的主要原因之一,建立風電功率預測系統是解決這一問題的有效手段。
近日國家能源局下發《風電廠功率預測預報管理暫行辦法》,文件要求到2012年1月1日,我國所有已并網運行的風電廠必須建立起風電預測預報體系和發電計劃申報工作機制,而未按要求報送風電預測預報結果的風電廠不得運行并網。
作為風電功率預測領域的領軍者,東潤環能諳熟風電功率預測技術及服務市場。劉丹認為,國家能源局出臺《辦法》恰逢其時,這一舉措將助推中國風電產業由注重規模增長向追求經濟效益提升和規模增長并重的方向轉變。
劉丹說,風電場之所以要進行風電功率預測,一般認為,是因為風電具有間歇性、隨機性和波動性。風電場出力不穩,給電網調度、調峰、安全等帶來一系列問題。風電功率預測主要在于提高風電場發電效率、配合電網公司調度需求滿足電網并網技術標準發展要求。隨著風電并網規模的不斷增加,風電對電力系統的影響也越來越顯著,要提高風電利用時間和接入量,有必要在調度端及風場端采用風電功率預測系統。
劉丹介紹道,按照我國對全國8個千萬千瓦級風電基地的粗略統計,目前投運的風電場近480個,在建的風電場近150個,其中已經安裝和正在開展招,議標工作加裝風電功率預測系統的項目有150多個。到今年年底,最遲到明年7月1日,不考慮風電場動態建設及并網速度,至少要完成500個風電場的功率預測預報系統的安裝調試工作。目前,東潤環能公司現有近百位工程服務人員,已經承接安裝調試近百個項目,考慮每個項目工程服務團隊的人員專業配置,且盡可能就近交叉工作,按每套系統安裝周期大概需要30~45個工作日(其中自動實時氣象站的建設受地方征地與施工環境影響導致施工工期存在不確定性)估算,大約需要200位技術熟練且跨專業的工程師連續工作10個月,基本可以完成安裝任務。顯然,如果有足夠多的技術及服務人員,在一年之內完成這些項目是可實現的。但是,有沒有足夠多技術成熟的工程服務人員能隨時分布到各個項目上去,或者說,如期完成如此龐大數量的風電功率預測系統項目的質量需要有更充分的準備。
預測精度不靠說,靠“積累”
歐洲和美國的風電發展經驗表明,大規模的風電并網要求對風電功率進行準確預測,我國在這方面已經開展了一些工作。劉丹表示,今后要在現有工作的基礎上,不斷提高預測精度,從技術上保障更多的風電并網和消納目標的實現。
不過有專家提出質疑,他們認為目前國內對于風電場氣象信息預測的精度都不夠高,或不能滿足電力調度部門對風電調度的要求。目前我國風電功率預測的精度如何,能否達到《風電廠功率預測預報管理暫行辦法》的要求呢?
對此疑問,劉丹認為,風功率預測系統的核心就是預測精度。預測精度由數值天氣預報、風電場測風數據、預測模型選擇決定。國外在開展對風電場出力預測方面已經取得一些成果。在風能開發水平相對較高的歐美國家,各種模型的預測系統相繼被開發出來,并投入到實際應用中,取得了良好的預測效果。我國對風電功率預測還處于起步階段。不過,經過幾年的潛心研究,東潤環能采用的風電功率預測技術完全能夠滿足該《辦法》的要求。
劉丹透露,目前市場上各類風電功率預測系統的預測精度不一。技術較好的能達到誤差12-18%,水平差一些的則有25%。目前為止,東潤環能所服務的上百個項目,預測精度較好,平均水平達到了20%,好的項目甚至預測誤差僅有15%。可以說,東潤環能在國內風電功率預測領域是名列前茅的。
“那我們該從哪些方面入手,提高我國的風電功率預測精度呢?”記者問。
“提高風電功率預測精度不是一朝一夕的事情。精度不是靠說,是要靠氣象數據、歷史經驗、數據積累后的技術優化投入。”劉丹特別認真地強調。
她解釋道,我國在該領域起步晚,準備工作也不及國外充分,例如,對風電功率預測系統所需要的基礎數據準備不夠充分,對風電場氣象信息的監測和收集技術不夠成熟等,這些都制約著對風電功率預測系統的研究和開發。因此,對基礎數據的采集、處理和管理以及如何提高預測精度是一個值得研究的內容。
據了解,西班牙、丹麥等歐洲風電強國的風電場大都安裝了風電功率預測系統,丹麥擁有四個獨立的天氣預報系統(公司),丹麥電網公司調度中心在前一天會從四個天氣預報機構收集數據,找出其中的差距分析原因,并與差異最大的那個機構進行溝通,可以提高預報的準確性,而我國的氣象部門只有一家,不存在這種可比性。其次,數值天氣預報會受到風吹來方向的山脈、植被等因素的影響,到達風電場時候的風速和風向都會有不同,具體到每個風電場要根據長期的數據,找出數值天氣預報與到達風電場時數值的差異規律。我國風電場還未積累足夠長期的數據。
目前功率預測精度比較高的是德國,短期預測誤差率已在5~8%以內,但這也是由20年前 25%的誤差率優化到目前水平。劉丹表示,中國的風電起步晚于歐洲,雖然已經掌握大量的預測技術及方法,但準確度方面還有提高空間,而且國外技術與經驗不能拿來照搬,畢竟中國風電的分布及并網特性與歐洲有很大差異,必須尋找適合中國電網實際應用環境的模式。
劉丹將風電功率預測形象地比喻為“馬拉松”項目。她認為安裝軟件只是第一步,這第一步的工程質量也取決于預測建模技術及工程服務經驗。東潤環能的主要技術合作方是中國電力科學研究院新能源研究所,自2009年聯合承建中國第一套風電場端功率預測系統(即北京京能新能源有限公司下轄7個風電場)以來,在數值天氣預報、電力系統、信息安全等方面都有很豐富的經驗積累,截止目前已經完成近2000萬千瓦風電場的建模工作,在技術應用與服務體系方面已走在了國內前沿。
爭做市場No.1
據記者了解,目前國內研發生產風電功率預測系統的主體有中國電科院、東潤環能、國網電科院、華北電力大學、IBM中國研究院等。
“是的。目前風電功率預測市場的進入者很多。從項目投標單位數量來看,國內風電功率預測供應商有20多家,但是真正能做到建模與氣象結合,有長久服務意識的公司還有待觀察。其中我國已經安裝和正在安裝功率預測系統的項目有近150個,東潤環能簽約了100個。”劉丹如此說,“東潤環能參與投標了國內90%以上的項目,根據我們的統計,滿足能源局及地方電網公司要求的,價格大致在70~100萬之間浮動,例如有些風電場已有測風塔且滿足《風電功率預測功能規范》對測風塔選址的要求,只需要改造現有測風塔進行實時測風設備即可;一個49.5MW的項目和一個200MW的項目所需要的系統硬件可能也是有區別的,風場容量大、風機分布較分散或地形地貌復雜的項目就可能需要布置更多的實時氣象監測點,以提高預測的準確度,所以價格不能一概而論。據說有些預測軟件不采用實時測風數據,雖然也能做到預測,但如風電場未安裝實時氣象站,一是無法定標,損失電量計算沒有統計依據,電網調度系統平臺不能即時監測管轄范圍內的實時風況,為電網調峰工作增加難度;二是不符合中國國情,不能滿足國家有關《風電場接入電網技術規定》、《風電功率預測預報管理辦法》和各地方電網對實時風速等氣象數據上傳電網的要求。”
據了解,東潤環能憑借與電科院攜手推出WPFS VER1.0,加上國網電科院(南瑞集團)幾乎占據了大半壁市場。
有關人士曾估算:按照國家規劃,到2020年,我國風電裝機容量將達到1.5億千瓦,如果風電場平均容量為5萬千瓦(目前我國風電場大多為此容量),屆時全國擁有的風電場數量是3000個,至風電功率預測系統的價格按一套100萬元計算,風電功率預測系統的市場大約為30億元。
對此,劉丹不予認同,她認為,其實風電功率預測市場最多也就在10億元左右。“市場不大,進入者多,競爭自然會很激烈。”她表示,“風電功率預測系統市場勢必會進行整合,技術不過關、服務項目單一的企業會逐步被淘汰。”
據劉丹介紹,東潤環能的核心優勢非常明顯,一是服務團隊的建設。公司在全國風能資源豐富的省份即八大千萬千瓦級風電基地分別設有分支機構;二是在技術方面。由中國電力科學研究院新能源研究所在預測技術和數值氣象方面長期支持,同時在氣象數據優化方面與中國科學院大氣物理研究所通力合作,這對預測及氣象數據的優化、對預測精度的提升幫助,優勢是顯而易見的;三是公司長期致力于新能源并網及運行技術服務,組織了專業的研發團隊,與國內權威新能源科研機構、各地電網公司及風電投資公司展開技術合作,更深刻地理解新能源并網技術標準。
“我們的目標很清晰,就是成為國內領先的‘新能源并網及營運技術服務供應商’,成為市場的NO.1,我們將為此持之不懈的努力!”劉丹自信地說。
堅持“長期服務”和“4小時落地”服務
在采訪過程中,劉丹一直強調東潤環能的“長期服務”理念。
劉丹認為,在市場競爭中,最重要的法寶,就是系統投運后的技術優化與長期服務能力。系統投運后要根據風機的技術特性、風場的氣候特性等數據積累、建模技術的不斷提升來進行預測系統優化,這就需要功率預測系統供應商后期的技術及服務投入。目前東潤環能的技術及服務團隊就涉及到電力系統、氣象學、智能控制及計算機工程等多項專業領域,進行系統投運后的預測模型優化和系統維護管理。
這一系列工作,也正是東潤環能目前所做:確保風電場功率預測運行的穩定性,為提高風電場功率預測的準確度矢志不渝。
“面對客戶,合作伙伴以及社會公眾,聆聽是東潤環能理解客戶、認識自我,計劃行動,產生共鳴,贏得認同的根本法則。”劉丹介紹,為保證服務質量,提高響應速度,優化服務流程,東潤環能公司在中國風電裝機容量最大的內蒙古地區設立了子公司“內蒙古東潤能源科技有限公司”,在南網區域的廣州設立了專營服務機構,并與廣東、海南、云南電網建立了新能源并網技術服務合作關系,在國家八大千萬千瓦級風電基地的新疆、甘肅、吉林、山東、江蘇、遼寧等區域分別設有辦事處和服務團隊,并與當地發改委、電網公司建立了良好的合作關系。公司擁有一支行動效率極強的項目實施與運維服務團隊,多數成員都具備多年的電力系統技術服務經驗,并與國內大多主要風電投資公司建立了聯系并開展服務。
為了更好地為客戶服務,東潤環能堅持“4小時落地”服務機制,項目實施實現本地化7*24小時全天候相應模式,為系統的搭建、維護與升級提供快捷、高效、優質的服務。
我國已經成為世界上風電裝機規模最大的國家,亟需提高目前風電的運行管理水平。東潤環能致力于為風電行業提供全方位的并網技術服務,為我國風電的科學有序發展盡一臂之力。整個采訪過程中,劉丹始終淡定而自信,她介紹了自己的團隊,活躍、朝氣,富有激情。她說,我們要做真正的國內新能源并網及營運技術領跑者,這一信念堅定而執著,并且將為實現“智慧能源應用技術領跑者”這一夢想,矢志不渝!



