国电联合动力汪正军:技术创新助力中国海外最大单体风电项目实施
以“创新驱动 智赢未来”为主题的“2018全国大型风能设备行业年会暨产业发展论坛”于11月22~23日在重庆召开,本次论坛由中国农业机械工业协会风力机械分会主办,中国船舶重工集团海装风电股份有限公司承办。能见APP全程直播。
国电联合动力技术有限公司所长汪正军发表题为《技术创新助力中国海外最大单体风电项目实施》的主旨演讲。他分享了联合动力开发南非德阿245MW风电项目的情况,该项目是目前中国海外最大的单体风电项目,也是中国在非洲第一个集投资、建设、运营为一体的风电项目。项目采用163台联合动力的UP1500机组,被南非风能协会评选为“2014年度优秀开发项目”。项目从项目调研、测风、实施到并网发电,前后共历时八年,2018年5月,完成ESKOM为期6个月的运行验证。项目期间,针对南非电网环境等特殊需求,联合动力从电网适应性等方面进行了179项技术优化。前期可研期间,按照当地电网公司的要求,提供控制策略、电网适应性、保护功能、数据采集监控等技术资料,共计15类212项文件。
以下为演讲实录:
汪正军:主要是以南非的项目为案例跟大家分享,我是国家能源集团下属的联合动力。国家能源集团去年2017年11月挂牌成立的,是国家能源集团和神华重组的,总资产1.8万亿,500强排名101位,有四个世界之最,煤炭生产、火力发电、风力发电、煤制油煤化工。能源集团总共有3709万千瓦,每年新增300万千瓦。联合动力是2007年成立的,风电设备及控制国家重点实验室等研发平台,专利800余件,省部级科技奖励30余项,在集团公司的大力支持下,装机12000余台,总容量1800万千瓦。
南非的项目必须具有代表性,非洲92%的煤炭在南非开采,南非88%来自于13火电厂。2008年1月的时候,南非出现严重的电力短缺危机,全国的工厂、矿区、学校、居民生活等都受到了严重影响,他的电网比较弱。南非的国家电力公司Eskom是世界排名第七的电力公司,掌握全非洲45%的电力供应,但其发电能力增长乏力,导致南非2008年电力危机的主要原因。作为金砖国家之一,南非经济发展潜力巨大,且风资源丰富,为解决电力紧缺问题,南非发布了《综合能源规划》,到2030年,风电、光伏水电超过10-15%,煤电到46%。现在加起来不到0.1%,所以增长很快。这个项目在开普省的北变,整个项目有245MW风电项目,是最大的单体风电向。南非德阿项目采用163台联合动力的UP1500机组,被南非风能协会评选为“2014年度优秀开发项目”。
整个项目从从前期到并网全部做来花了8年的时间,南非有一个特殊性,要重点分析南非8%的黑人股份风险,这个很麻烦。一个项目投资,就是做基建、修路、挖工地,效率更低,好多项目延期就是因为这样,从2011年的时候做测试认证准备,在2010年和2011年首家完成零穿和低穿测试。2013年做了一些设计发布,2017年调装,在10月份开始试运行,在今年5月份并网完成。
二机组定制化设计,有不一样的地方。我们都做了优化,整个项目180万进行优化。部件检验、质量保护方面,包括建造等等。
三并网研究及运行验证。技术上:第一步可研提资;二导则研究;三建模评估;四现场测试;五运行验证。南非把风电分成A、B、C三类,超过两端的就是C类,咱们属于C类。前期跟当地电网公司提资料的时候,要列一个表,大约15类212项文件,好多没有去对,翻译这些,也不谨慎,导致后面比较多的保险。我们研究了很多国家的要求不太一样。南非的导则欧洲的拿过来,比欧洲那边还要严。比如电网,咱们机组这一块电压适应性要求,他就是POC并网点,我们的机组特别大,从导则上要求1.2两秒,但是在原先的基础上超过1.3了无功控制要求:0.5PU以下发100%无功,场级电压调节响应2S。有功控制要求:3种有工控制模式,0.5%控制误差,47-52Hz之间,有功1S响应,10S调节完成;四调度控制要求。7项调度工况,模型评估+现场测试+运行验证。 仿真完之后,对建模进行评估,通过之后可申请并网现场测试。谈好之后,电网公司现场并网测试,主要是做系统调度测试,通过之后风电场可专商业运行。试运行的时候,商业运行6个月以后,电网开展模型方针就全部做完了。南非的项目电压耐受也好,高无功支撑、高调节速率、高调节精度的“四高”并网控制技术难题,从技术上的风险要高一些,难度也更大一些。
四总结与展望。联合动力作为国家能源集团唯一的风电装备研发和制造板块,以满足集团新能源发展为首要任务,承担着为集团公司风电投资开发提供整机装备和服务的重要使命。现在国内也好,还是“一带一路”主要国家高中低风资源市场,在高原、山区、平原、海上及台风多发等区域具有全套整体解决方案。
(根据速记整理)