——谈中国风电场并网问题
风电要想更大规模地发展，现在要解决的问题比过去难度大得多，过去是设备研发等前期工作，现在涉及生产关系的调整，利益的调整，所以这个难度会更大。怎么解决电网？我觉得还是电网公司的认识。
——国家能源局新能源和可再生能源司副司长史立山
装机容量只是总量，实际的电量还要看有效装机容量，而并网问题却是首要障碍，国家规定可再生能源要优先调度、优先上网，但电网公司实际上难以落实。
——中国可再生能源学会风能专业委员会副理事长施鹏飞
在风电场招标、建设施工、竣工验收、安全运行、风能机组设备制造和检测认证等方面仍缺乏相关的配套技术规范和标准。
——中国水电工程顾问集团公司副总经理王民浩
风电并网，最难的是利益调整，其次是观念，再次才是技术。并网困难表面看受制于技术因素，但更深层次的症结在于利益驱动，管理体制尚未捋顺、利益分配不均衡才是造成风电并网困难的首要因素。
——华锐风电技术总监陈党慧
编者按：并网难，这个现阶段实实在在的问题，摆在我们面前，让风电投资商们备感尴尬，一筹莫展。大致存在2方面问题:一，电网规划滞，风电建设周期短，电网工程建设周期长，输电线路需要跨越多个市县，截至7月，我国风电总装机容量已上升到1474万千瓦，而未并网的风力发电机组约500万千瓦，若按每千瓦工程造价1万元推算，相当于500亿元资金在“打盹”。二，增长过快，风力资源普查不断地修订当中。导致设备制造和检测认证等方面缺乏相关的配套技术规范和标准，甚至数据“打架”。
1成绩
近年来，中国在风能开发方面超过预期和计划目标，尤其是在“十一五”规划期间(2006～2010年)，风能开发取得了长足的进步。原本预计2020年才能达到3000万千瓦的装机容量，结果到2009年底已达2412万千瓦，政府不得不将2020年的规划调整到1亿千瓦。2009年，我国的风能装机容量位居全球第三，而市场增长速度之快使其有望在未来几年跃居全球第一。
2问题
以内蒙为例，在内蒙古辉腾锡勒宽阔的草原上，风力发电机的叶片连成一片，蔚为壮观，没有人会想到，草原上的夜晚风大，正是发电的好时机，部分发电机却经常被闲置，原因很简单：内蒙古内部的电力市场消化不了这么多的发电量。
内蒙古风电不仅仅是内蒙古人的风电。内蒙古电力公司是“厂网分离”改革后产生的三大电网公司之一，也是全国惟一的独立省级电网企业，但建设输电通道的所有权益，如立项权、建设权、管理权、维护权和监督权等，基本上掌握在国家电网手中。若不建立全国电力市场消纳风电的机制，不解决送出通道问题，无疑是给刚刚出土的风电幼苗压上一块大石头。
3同病相怜：光伏
不光是风能，光伏要实现并网也有一定困难。江苏、浙江、江西、河北、陕西、山东等省份调研时发现，光伏发电刚一起步，便遇到了困扰风电等新能源多年的“并网难”问题。江西电力公司高级工程师彭莉萍对记者感叹说：“光伏产业发展太快了，供电公司对信息来源不畅通，新增负荷又不明朗，使电网规划和建设有时处于非常被动的局面，电网建设难以适应。”
国外光伏产业的发展来看，实现并网是全球的一个趋势。一家光伏发电企业对本刊记者说，他所在的公司去年9月份建成了目前全国最大的屋顶光伏电站，并成功实现并网发电。自己的电站之所以能快速实现上网，主要得益于政府推动，否则不会那么顺利。和风能等新能源一样，太阳能的间歇性等特点，对当前电网的安全和稳定运行有影响。
4分析
风力发电集中在西北部，而用电负荷集中在“三华”地区，这决定了风电必须走长距离集中输送的模式。风电相比传统发电方式，其更加依赖于电网整体的消纳能力。而目前电网在储能和补偿领域的建设远落后于以风电为代表的新能源装机容量的快速膨胀，从而导致了接入瓶颈问题。为了保障新能源装机进一步扩张，加大对解决并网方面的投资将是势在必行的一步。
整机价格下降成为行业催化剂，缓解了并网投资的成本压力，由于风电并网设备一定程度上增加了风电场的投资成本，所以一直以来备受下游开发商的质疑。然而在整机产能快速释放的大背景下，整机价格已逐步由6200元/千瓦下降至4500元/千瓦。这直接推动了风场资本投资从接近9000元/千瓦下降至7000元/千瓦。而风电侧无功补偿设备投资只有100元/千瓦，即使考虑储能设备的投资也只是增加1000元/千瓦。这两块对成本造成一定增加，但是仍然小于整机价格的降幅。
4.1电力骨干线“并网”要求
我国目前采用的是50赫兹同步交流输电供电电网，电网在形成初期电网的特点和各种技术参数就已经基本确立。后期并入电网的各类电能资源必须符合电网初期形成的电位参数和变化规律。这个技术参数主要包括“频率、电压和交流相位”，在电网中起主导作用的“同步”电流成了同化各种入网电流的“主体”电流，其主要表现为电压稳定、频率稳定、相位稳定。电压、频率、相位就成了并网的主体条件。传统发电机用的是同步交流发电机，比如火力发电机在并网初期都有一个与电网合拍即相位相同的调节过程，每一台发电机都是被强大的电网强行拉入同步的。只要做到了“同步”，其相位角便一致，转速便恒定、“频率”相应恒定，电压也随之恒定。而稳定的电压和频率正是高质量的电网所要求的。所以，严格控制发电机发出电流的“相位”，对各类发电机的成功并网具有无可替代的“关键”作用。
节能要求需要在投资上降低成本，异步风力发电机具有成本低、发电效率高的特点，所以我国前一段时间对风力发电机的引进和推广多是这种“异步风力发电机”，异步风力发电机也成了我国前一段时间风电场建设的主导产品。但是，异步风力发电机在目前没有充分改进的情况下并不适合我们国家主流电网的并网，原因有三：一是异步风力发电机的转子转速根据风力大小时刻处在“调节”状态，一旦转速不稳定，导致转子磁场与电网磁场“滑差率”改变，会导致频率突变、频率突变导致电压突变，只有当风力和风速恒定时，转子转速才稳定，发出电才符合“并网”要求，但风速极少处于恒定不变的状态，事实是风速基本上时刻在变。所以异步发电机发出电的“电能”本身并不适合与“电网”同步的并网要求。二是产生谐波和“无功”，因为转子磁场是消耗电网能量产生的磁场效应，转子磁场和电网磁场会有“互感”，由于转子磁场的感应电流没有设计成与电网同步或反相，因而会产生与电网频率不同的“谐波”，也会给电网带来“污染”和负担。三是不受电网节制。像火力发电厂的同步交流发电机的转速经与电网短时间的“磨合”后最后都是与电网“同步”，但异步风力发电机由于某些结构不能与电网保持“同步”，决定了不能像火力发电厂的发电机所发出的电那样成功并网。如果异步风力发电机运行在独立或者说是“离网”的状态，特别是用于电加热，其优势会得到充分发挥，但其必须依赖电网提供励磁又不与电网保持“同步”关系决定了“异步”在并网中的劣势。目前我们国家风力发电并网“难”题主要体现在许多风力发电机都处在“异步”状态。
4.3同步交流发电机在并网中的优势
同步交流发电机在在风力发电市场中主要存在成本较高的问题。但其“同步”的特点对于维护电网的稳定及提供“高质量”的电能具有无可替代的作用。所谓“高质量”电能就是能够产生和电网“同步”即同频、同压、同相的电流，这种电流是电网接受并欢迎的。但同步交流发电机必须具备足够大的容量，当风力增加、风速加快时不至于“失步”或“走步”。这就要求转子或进网相线在产生大力矩同时能够支撑强大的电流，这样势必会增加投资。像目前用的永磁发电机和直流励磁发电机都属于“同步交流发电机”。目前成功并网的风力发电机多是永磁同步发电机。如果说“风力发电并网难题是个伪命题”就是特指风力发电厂所用发电机为“同步交流发电机”。理论上说在一定容量范围之内的同步交流风力发电机发出的电完全符合电网要求，不存在并网“难题”。
4.4异步风力发电机在并网前需做的改进工作
已经存在的不能“并网”的异步风力发电机并不是在“并网”上无能为力的。异步风力发电机完全可以通过改进，变成与电网“同步”的“同步交流发电机”。“异步”对于“同步”而言在表现形式上是转速不同，在磁场变换上转子磁场与电网磁场的是否能够保持稳定不变的关系。只要通过技术革新完全可以把异步风力机结构做某些修改而变成与电网磁场“同步”的关系，表现在外在也是转速恒定、频率恒定、电压恒定，当风速改变时，力矩改变只会导致电流增加而电压和频率不变，专利申请文件201010251688.2减少异步风力发电机对电网产生谐波污染的一种方法所述正是这个内容，请大家密切关注。
5讨论
5.1风电并网难，难在技术还是观念
千瓦不等于千瓦时，装机容量不等于实际发电量。正像丹麦国家电网公司电力市场部副总监莱娜·索那说的：“只有当电网有效地把电力从风机传递到终端用户时，风能才有价值。”
国家能源局新能源和可再生能源司副司长史立山说：“风电要想更大规模地发展，现在要解决的问题比过去难度大得多，过去是设备研发等前期工作，现在涉及生产关系的调整，利益的调整，所以这个难度会更大。怎么解决电网？我觉得还是电网公司的认识。如果能够像认识特高压和智能电网一样认识风电，解决不了风电并网吗？大家如果真的从国家民主这个长远的利益、根本利益出发，抛弃一些企业小的算盘，我觉得这个事情可以解决。现在没有解决是没到火候。我国经济的发展将越来越面临资源环境的束缚，电网公司必须要有所作为。”
中国水电工程顾问集团公司副总经理王民浩说，在风电场招标、建设施工、竣工验收、安全运行、风能机组设备制造和检测认证等方面仍缺乏相关的配套技术规范和标准，特别是目前国家正在准备大规模发展海上风能，海上风能场工程前期工作和建设施工有关的技术标准和规程规范亟须制定。风电规划考虑资源和工程建设条件较多，对电网研究相对欠缺，现有的电源结构、电网输配能力与风电发展规划难以适应，加之一些地方不考虑电网建设周期，风电发展不按规划执行，电网建设进度难以满足项目的总体建设要求。另外，国内关于风电对电网的影响研究依旧薄弱，对风电的调度和运行缺乏有效的对策和措施，王民浩也承认，部分地区存在弃风现象。
华锐风电技术总监陈党慧说：“风电并网，最难的是利益调整，其次是观念，再次才是技术。并网困难表面看受制于技术因素，但更深层次的症结在于利益驱动，电网企业在风电上网和远距离输送方面需要大量投入，但收益不大，缺乏利益驱动和变革的动力。技术上的困难是可以克服的，管理体制尚未捋顺、利益分配不均衡才是造成风电并网困难的首要因素。”
6借鉴：丹麦
丹麦的“发输售电分开、重新定位电网性质的模式，”丹麦目前实行的是发电、输电与售电三个环节完全分开的管理体制。丹麦国家电网公司汉斯·摩根森说，“上游发电企业和下游售电公司是完全市场化的竞争主体，负责中间输电环节的国家电网公司变成了一个隶属国家气候与能源部的非盈利机构，最体现公平交易的电力调度中心则划归国家电网公司管理。科学的电力体制为风电等可再生能源的并网和发展奠定了基础。”
可见，丹麦国家电网的性质定义为公共机构，不以盈利为目的，这与我国电网公司的性质不同，我国电网公司更多的涵义是企业、是利益集团，以追求利润为主要目标，再加上被赋予了强大的垄断力量，在没有建立好“游戏规则”的情况下进入市场，必然会出现“以大欺小、以强凌弱”的现象，难以体现其应承担的公共责任和社会责任。
6.1支招一
解决方案是拆分电网，削弱电网公司的垄断力量，引入市场竞争机制，如美国的电网体制就是这样，各州的电网互相独立，按市场机制相互协作。我国地域辽阔，每个省或地区的面积就相当于欧洲一个国家，如果考虑建立独立电网体制则可以借鉴欧美的先进经验。
中国欧盟商会能源工作组副主席程红说：“中国的电网其实有很大的消纳风电等可再生能源的潜力，但是由于风电和电网建设规划缺乏协调一致、风力预测系统不完善、没有有效的其它电源的调节、也没有电力市场机制，再加上缺乏相关政策等等，致使风电并网问题在风电高速发展的中国日益突出。”
6.2支招二
“先存储后输送”破解风电并网难。专家介绍，由于风电易受天气等因素影响，并网后会影响系统的电压波动和电能质量。因此，“先存储后输送”是风电并入高压电网的最佳出路。目前国家正在对储能电池项目进行招标。正在建设具有5000万安时储能电池产能的大规模生产基地，该产品将大规模使用。著名电机、电力驱动和电动车专家，中国工程院院士陈清泉介绍，台湾磷酸铁锂等几种新型锂离子储能电池寿命较长，能够在储能电池和动力电池上广泛应用，这项技术已被内地公司开发并投入实际应用。
7行动势不可挡
并网难，并未遏制企业进军风电的热情。以山东文登市张家产风电项为例，10月并网发电，总投资5.4亿元、建筑面积9600平方米的中广核张家产风电项目进展顺利。记者从有关部门了解到，该项目中的58台风机已经完成吊装48台，升压站也在紧张施工中，预计10月份即可并网发电。记者在施工现场看到，控制楼主体已经完工，工作人员正在加紧捆扎二层梁板钢筋。在控制楼放眼远眺，几十台白色的“大风车”矗立在路边。该项目技术员付黎明告诉记者，控制楼只是升压站的一部分，主要是通过控制将风力发电进行转换，并入山东电网；另一部分是集办公、生活为一体的综合楼，整个升压站将在9月底完工投入使用。项目完工并网发电后，年可上网电量9195万千瓦时，实现销售收入6500万元、利税2500万元，与同等规模的燃煤发电厂相比，年可节约电煤33650吨，减少二氧化碳排放70665吨。
7.1风电并网国家标准即将出台
早在五年前，欧洲风能协会发表的“欧洲大规模风电并网研究”报告，就总结出这样一个经验：关于电网中可再生能源所占比例上限，是一个经济和监管问题，而不是技术问题。风电发展的主要障碍，并非风电的不稳定性，而是既不自由、也不公平的电力市场，以及惧怕新技术的传统思维和行为模式。
近期，电并网国家标准在经过两轮的征求意见和修订后，已由中国电力企业联合会报批国家能源局，新的标准将更加严格并具有强制性约束力。“强制性”国标的框架基本来自国家电网的企业标准，如包括风机控制技术、功率预测技术和储能技术等。新标准还对并网风机和风电场的技术指标、运行性能等方面做了详细的规定和要求。
标准的制定者——中电联（理事长为国网掌门人刘振亚），中国电力顾问集团公司及其下属东北、华东、中南、西南电力设计院（项目大多来源于电网公司），国家电力调度通信中心（隶属国网），南方电网电力调度通信中心（隶属南网），南方电网技术研究中心（隶属南网），中国电力科学研究院（隶属国网），许继集团（隶属国网）和国电机械设计研究院（隶属华电集团）。
去年11月5日国家电网公司获批建立的国家风电技术与检测研究中心。其作为风电机组的入网检测机构，一直被认为是风电企业“入网门槛”，该中心将通过各项检测然后发放风电机组“入网证”。中国电力科学研究院新能源研究所副所长刘纯说：“目前所里的人都在张北加班加点进行检测中心的项目。”
该“强制性”国标的框架基本来自国家电网的企业标准，如包括风机控制技术、功率预测技术和储能技术等。此外，新标准还对并网风机和风电场的技术指标、运行性能，包括电压、频率、功率因数/无功功率、低电压穿越、监控通信等功能和风电厂在并网管理、调试期管理、调度运行管理、发电计划管理、检修管理、继电保护和安全自动化装场置管理、通信运行管理以及调度自动化管理等方面提出了详细的规定和要求。
检测认证制度将通过国家风电技术与检测研究中心对国内生产、使用的风电机组进行检测与检验，满足风电设备认证的检测要求，可为风电设备制造企业独立进行试验提供场地和测试设施。
8回应：国家电网
作为风电并网的最主要实施主体，国家电网也因风电并网难问题承受着来自各方压力。国家电网副总经理舒印彪说，“要让地方风电发展规划与电网规划更好的衔接。”国家电网对外公布了七大风电基地2015和2020年接入系统及输电规划方案，按照国家风电发展规划，哈密、酒泉、河北、吉林、江苏沿海、蒙东、蒙西七个千万千瓦风电基地将于2020年建成，规划到2015年建成5808万千瓦，2020年建成9017万千瓦，占据全国风电总装机容量60％左右。
还提出了建设大基地、融入大电网，以及由近及远、分期建设的总体消纳思路，蒙西风电需要在蒙西及“三华”电网(华北电网、华中电网和华东电网)消纳；蒙东风电在东北电网及华东电网消纳；哈密风电在西北电网和华中、华北电网消纳；酒泉风电在西北电网和华中电网消纳；河北电网在“三华”电网消纳；而吉林和江苏则在区域内电网消纳。
还是以内蒙为例，舒印彪表示，近期已通过优化京津唐电网运行方式，将网内非供热机组出力压低至运行极限，使蒙西电网低谷时段送电容量从195万千瓦增加到260万千瓦左右，帮助内蒙古西部消纳风电。将通过查干淖尔、灰腾梁、桑根达莱500千伏站汇集1010万千瓦风电，390万千瓦通过锡盟至江苏直流外送，620万千瓦通过特高压交流通道送出。蒙东地区主要通过开鲁、珠日河、杨树沟门、松山500千伏站汇集风电外送。2017年建设赤峰-江苏±800千伏直流工程，线路长度1700公里。
目前风电项目与电网项目审批脱节，国家和地方分别审批，先批风电项目，后批电网项目使得一批风电场建成后无法及时并网发电。目前在风电规划建设方面，存在部分省(区)风电发展规划不确定、经常调整的问题，导致电网建设无所适从，风电场与电网建设不协调。除此之外，风电工程与电网工程建设工期不匹配，也是造成并网难的原因之一。据介绍，风电项目建设周期短，通常首台机组建设周期仅为6个月，全部建成也仅需1年左右；而电网工程建设周期长，输电线路需要跨越多个市县，协调工作难度大。220千伏输电工程合理工期需要1年左右，750千伏输电工程合理工期需要2年左右。
所以，对于七大风电基地中需要跨省(区)消纳的风电，国家电网建议由国家主管部门统一核准，提前安排电网建设项目，以确保千瓦风电基地与电网工程配套建设、同步投产。这其中也需要建立网厂协调机制，使风电场与电网企业也能有机衔接。
