10月24日，由中国产业海外发展和规划协会主办的“中国电力国际合作论坛”的分论坛“智能电网及分布式发电国际合作论坛”在北京展览馆召开，会上中国电力科学研究院副院长姚良忠在与参会嘉宾汇报了“国家风光储输示范工程建设”的现状及发展前景。
以下是文字实录：
姚良忠：大家好!我的汇报分以下几个内容，一个是关于项目的工程背景，二是关于项目的一些信息，三是关于项目的关键技术问题，四是运行经验。
背景方面，刚才张总已经讲过了，有关我们国家能源结构最典型的，大部分都是煤电，对目前来说，发展新能源是当务之急。我们国家自己的能源结构，新能源资源主要分布在西北、华北和东北地区，水电结构主要分布在西南地区，导致我们国家新能源发展是大规模、分布式、大范围的消纳，这是我们国家新能源的特点。
根据我们国家的规划，发改委能源局都在这儿，由于80%的风电和太阳能资源都集中在“三北”地区，西北、东北、华北，我们国家的风电规划2015年准备达到150GW，2020年达到200个GW，还有海上风电5GW，2020年20GW，这是我们国家整体的规划。新能源接入电网自身的特点，靠天吃饭，风电，有风才能发电，太阳能也是一样，晚上没有太阳发不了电，白天即使有太阳，一片云过来，也会影响发电量，存在着间歇性。刚才前面几位院士都说到了这个问题，还有它的波动性。对于电力系统来说，我们时刻要保持发电和供电的平衡，最不愿意看到的就是这种不确定性。
从发电技术来讲，由于风电用到了不同的发电设备，做技术的人都知道，发电技术本身也不像传统的发电厂那么成熟。风电本身还具有地缘限制，风资源比较丰富的地方才能开发风电，太阳能资源丰富的地方才能开发太阳能。由于这些原因，对于风电的发展，太阳能的发展，接入电网，就不能像我们想象的那样发展，这带来了一系列的影响，包括电网的抗干扰能力，因为它自身是波动的，而且它对电网的支撑能力也带来影响。另外，由于它的间歇性，可能需要储能技术，前面几位专家都提到了对储能技术的需求。由于这些背景，导致了项目的建设。
做这个项目的主要目标，要研究风电预报技术，还有一个目标，要了解不同新能源发电技术，以及它的协调技术。还有储能技术的应用。还有一方面的问题，输电技术，新能源的输电技术跟传统的输电技术的区别，传统输电技术都是靠常规发电厂，这是比较确定的，可控的，新能源发电是不确定的，不可控的。在这种情况下，怎样把一个新能源电力输送到几千公里之外的负荷中心。
前几天大家听到了有关故障穿越的问题，新能源发电要满足故障穿越要求，要满足闭网标准。还有复杂的投资估计，这是我们当初建设张北风光储输项目的背景。
这个项目主要位于风资源比较丰富的河北张北地区，当地的负荷也比较小，新能源发电的资源也比较丰富，选择这个地区需要将新能源发电输送到远方的负荷中心。这个特点正好跟我们前面一张图说的，整个国家能源分布的特点，需要大规模集中开发，需要远距离输送的特点吻合。这是当时为什么选择张北作为风光储输的示范项目。
这个项目的规划情况是这样的，风电装机容量是五百兆瓦，光伏是一百兆瓦，储能装置110兆瓦，工程分为两期，第一期工程建设，已经于2011年12月底完成，建成了一百兆瓦的风电，40兆瓦的光伏以及20兆瓦的储能装置。
这个项目关键的技术特征，这里给出一个系统的总体构架，电力系统接线图，可以看到，既有第一期一百兆瓦的风电，40兆瓦的光伏，以及20兆瓦的储能装置，通过线路连接到电网。建设这个项目当中，由于它是风电和光伏以及储能装置联合接到一起，同时要考虑输送，因此这个项目当时在建设中，考虑了智能优化和控制系统，基于预报，就要考虑新能源预报的智能控制。同时，由于系统考虑到多种运行模式，当时考虑了七种运行模式，要考虑七种运行模式的自动切换。这是关于系统的总体构架以及它的运行模式。
主要的关键技术，首先要考虑风光互补特征，光是白天有的，晚上没有，风是晚上白天都可能有，但是也受到气象的限制，风光互补就是白天和晚上最好能互补，使总发电量能达到平滑的特征。再考虑储能的话，更能增加出率的平滑性。当时我们研究的主要问题，风和光到底在什么比例下能够使得系统输出波动最小，这里研究了不同的风光比例发电情况下的系统波动出率特征，这是一项需要掌握的关键技术。
另外，储能系统方面，从四个方面考虑了风光储联合发电的接入能力，首先考虑要平滑联合发电的波动性，增强可控性，减少电力系统的备用容量。储能备用它的成本是比较高的，通过优化运行，如果能减少系统备用，这也是一个关键需要解决的问题。
第二个就是要跟踪发电计划，能否使我们的新能源发电跟随系统调度以及系统负荷需求的要求，新能源发电是随机波动的，这也是一个需要解决的关键难题之一。跟踪发电计划处力，提高联合发电的预测性，减小处理偏差。
还有就是参与电网的削峰填谷，提升系统可调度性。
还有就是全天后参与系统调频，为电网提供优质调频服务。
另外采用三种不同技术类型的化学储能方式，储能总功率约为20兆瓦，总容量95兆瓦小时。
这个项目当中还有一个风电预报问题，预报是非常重要的，在这个项目当中考虑到了负荷预报方法，考虑到物理测量以及统计分析，这是关键技术之一。
还有一个方面，关于联合发电的优化控制系统，在这个系统中，我们当时考虑了太阳能、风电、储能，问题是如何联合运行这三项不同的发电系统，能达到按调度需求，产生调度所需要的电力，这是一个关键需要解决的问题。这里面还存在一个问题，要考虑不同的组合，以及不同的时间尺度，白天、晚上，小时级、分钟级、秒级，以及多样的控制目标，到底是以平滑输出为控制目标，还是以跟踪负荷为目标，还是削峰填谷为目标。这是当时项目当中所需要考虑的关键问题。
在这个项目当中还考虑了如下几方面的功能，包括风光储数据采集和联合监视、发电预报、联合控制、数据分析与评估，因为它保证了发电的准确性，还有联合优化调度，还有通信问题，还有实现与场站系统通信。
运行经验，这个项目2011年底运行，实现了如下的功能，功率平滑输出模式，跟踪调度计划模式，削峰填谷，还有调频模式，通过这个项目达到了这些目标。2012年示范工程累计发电量达到2.48亿千瓦时，其中风电达到1.92亿千瓦时，光伏发电0.56亿千瓦时，至2014年5月，总发电量超7亿千瓦时。
风电发电无功控制比较重要，这就是我们老说的高电压、低电压穿越问题，这个项目当中，对无功控制也进行了研究，考虑到它具有电压跟踪控制模式以及动态的无功装置切换模式，以及暂态电压大幅变化控制模式，既考虑到小的变化，又考虑到大的暂态电压变化控制模式。
技术创新方面，这个项目首先提出了适合于我国三北地区的新能源联合发电系统优化配置方法，特别是大规模、大容量，特别是对风光储5：2：1的配制方案进行了详细的研究。研制了百兆瓦级的风光储联合发电监视、控制系统，这对电力系统，特别是智能电网发展尤其重要。另外对多类型储能装置进行集约化控制，实现了容量大、响应快、调节准的输出目标。可以准确预测日前短期和超短期预报，短期精度，短期达到90%，超短期达到了92%，这为未来大规模新能源接入提供了很好的手段。
这个项目是国内容量最大的功率调节型光伏电站，属于国内首个电网友好型风电场，世界上规模最大的多类型化学储能电站，储能的容量在世界上是最大的，另外智能化运行水平最高、运行方式多样的新能源示范工程，因为它考虑到三类不同的新能源发电联合体，为未来新能源的发展和未来大规模新能源的接入提供了很好的平台与技术支撑。
大规模新能源接入以后，面临一个很大的问题，限电弃风问题，通过相应技术方法对新能源发电的运行，2013年弃风造成的损失电量比2012年同比下降了六个百分点，弃风率为10.7%，总体利用小时数平均值达到2046小时，这还是一个比较好的结果。
谢谢大家!
