玉門地處甘肅省河西走廊西部，是古絲綢之路重鎮(zhèn)。唐代詩人王之渙的《涼州詞》“羌笛何須怨楊柳，春風(fēng)不度玉門關(guān)”，使玉門聲名遠(yuǎn)揚、流傳千古。而現(xiàn)在，玉門是甘肅風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)源地、我國首個千萬千瓦級風(fēng)電基地的所在地和主戰(zhàn)場、全國重要的新能源示范基地，有“世界風(fēng)口”之稱。


5月29日，本報記者隨國網(wǎng)中國電力科學(xué)研究院有限公司新能源研究中心（以下簡稱“中國電科院新能源中心”）工作團(tuán)隊，赴甘肅中電國際橋灣第二風(fēng)電場深入了解風(fēng)電場涉網(wǎng)性能改造工作，并針對風(fēng)電機(jī)組是否“電網(wǎng)友好”展開調(diào)研。

行業(yè)需求驅(qū)動風(fēng)電檢測技術(shù)發(fā)展

“長風(fēng)幾萬里，吹度玉門關(guān)”，早在幾千年前，詩人李白就贊頌過玉門地區(qū)大風(fēng)的狂野和蒼涼。從敦煌機(jī)場驅(qū)車近3個小時，記者來到中電國際橋灣第二風(fēng)電場。廣袤的戈壁，風(fēng)吹石頭跑，黃沙漫天飛，四周滿是棕黃的土丘以及零星的駱駝刺。車輛顛簸間，一臺臺潔白的風(fēng)機(jī)映入眼簾，為蒼茫戈壁帶來生機(jī)。

“一年一場風(fēng)，從春刮到冬”，甘肅風(fēng)資源豐富，風(fēng)電開發(fā)具備優(yōu)越的自然和地理條件，但甘肅本地工業(yè)經(jīng)濟(jì)不夠發(fā)達(dá)，風(fēng)電很難在本地完全消納，富裕的風(fēng)電需要通過特高壓直流輸電項目輸送到中東部地區(qū)。風(fēng)電盡管是清潔電力，但風(fēng)的間歇性、隨機(jī)性及風(fēng)機(jī)自身的敏感性對電網(wǎng)的安全運行也造成了較大挑戰(zhàn)。

“2011年，就是在這片區(qū)域，發(fā)生了數(shù)起風(fēng)電機(jī)組由于不具備低電壓穿越能力而大規(guī)模脫網(wǎng)的事故，風(fēng)電場大規(guī)模脫網(wǎng)后導(dǎo)致電網(wǎng)頻率異常波動，嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全。”中國電科院新能源中心檢測工程師劉旭東告訴記者。

“這是我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)大干快上、粗放式發(fā)展導(dǎo)致的必然結(jié)果。”中國電科院新能源中心檢測工程師陳晨補(bǔ)充道，“我國風(fēng)電機(jī)組的技術(shù)來源于歐美國家，早期發(fā)展階段不掌握核心技術(shù)，玉門這個地方風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模大，電網(wǎng)又相對薄弱，電網(wǎng)擾動時風(fēng)電機(jī)組便會脫網(wǎng)，為了解決風(fēng)電機(jī)組因為電網(wǎng)短時故障而大規(guī)模脫網(wǎng)的問題，我們配合風(fēng)電機(jī)組制造企業(yè)開展風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)研究，提出技術(shù)改造方案，并對改造后的機(jī)型進(jìn)行驗證，2012年以后甘肅地區(qū)就再也沒有發(fā)生過大規(guī)模風(fēng)電脫網(wǎng)事故。”

“等特高壓輸電項目建成投運后，我們這就不限電了，風(fēng)機(jī)也不用曬太陽了。”風(fēng)電場工作人員向記者解釋。

然而，良好的愿景實現(xiàn)起來還面臨新的挑戰(zhàn)。

據(jù)悉，為提高風(fēng)電消納水平，國家電網(wǎng)公司建設(shè)了數(shù)條特高壓輸電項目，將“三北”等地區(qū)富裕的風(fēng)電遠(yuǎn)距離輸送到華中、華東等用電量大的地方。

資料顯示，玉門地區(qū)規(guī)劃的祁紹特高壓直流輸電項目配套的火電廠等電源規(guī)劃被取消或推遲了，而特高壓項目投運前的仿真分析及調(diào)試運行時發(fā)現(xiàn)，沒有火電廠等常規(guī)電源的支撐，特高壓直流換流站在換相失敗等故障期間會產(chǎn)生暫態(tài)過電壓，達(dá)到額定電壓的1.3倍，而目前大部分風(fēng)電機(jī)組的過電壓保護(hù)水平僅為額定電壓的1.1倍。這就意味著，風(fēng)電在特高壓直流故障引起的暫態(tài)過電壓期間存在潛在的大規(guī)模脫網(wǎng)風(fēng)險，特高壓直流輸送大規(guī)模風(fēng)電存在安全隱患。

為高效解決消納問題，避免特高壓運行的安全風(fēng)險，風(fēng)電開發(fā)企業(yè)、風(fēng)電制造企業(yè)和中國電科院等單位開展了特高壓直流近區(qū)風(fēng)電涉網(wǎng)性能提升工作。風(fēng)電場發(fā)出的清潔電力，通過特高壓直流線路源源不斷的流入華中、華東地區(qū)的千家萬戶。

檢測技術(shù)助力風(fēng)電機(jī)組走出國門

開展風(fēng)電機(jī)組檢測并不是件簡單的事，與其他行業(yè)的檢測模式相比，風(fēng)電檢測門檻極高。首先，檢測的目標(biāo)是對風(fēng)電機(jī)組在實際運行中表現(xiàn)出的行為能力達(dá)到設(shè)計與電網(wǎng)要求的程度進(jìn)行判斷，所有檢測參數(shù)指標(biāo)必須是真實發(fā)生的，因此被檢測的風(fēng)電機(jī)組必須已經(jīng)架裝在風(fēng)電場或檢測場地中實際運行。

據(jù)統(tǒng)計，截至2018年底，中國電科院新能源中心已完成國內(nèi)外200多個型號的風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)測試項目，推動了我國多個風(fēng)電機(jī)組制造企業(yè)成功打入國際市場，促進(jìn)了我國風(fēng)電設(shè)備技術(shù)水平的提升和風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。如今，經(jīng)過新能源中心檢測的風(fēng)電機(jī)組目前已經(jīng)出口到美國、瑞典、西班牙、澳大利亞等27個國家。

“海外檢測項目對團(tuán)隊的外語水平及專業(yè)能力的要求較高，每次出國測試工程師都要精心準(zhǔn)備，克服時差、飲食、語言等方面的困難，展示專業(yè)、高效的測試能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，向歐美風(fēng)電同行介紹國內(nèi)的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況及具體的標(biāo)準(zhǔn)要求。” 據(jù)劉旭東介紹，2013年11月，中國電科院成為國際風(fēng)電檢測機(jī)構(gòu)組織MEASNET(Measuring Network of Wind Energy Institutes)的會員，這是歐美國家以外首個獲得此資質(zhì)的風(fēng)電檢測機(jī)構(gòu)。

與國際一流檢測機(jī)構(gòu)同臺競技

“當(dāng)前，新能源中心可開展的風(fēng)電檢測項目由兩大部分組成，一是風(fēng)電機(jī)組性能試驗，包括風(fēng)電機(jī)組功率特性、電能質(zhì)量、噪聲、載荷，針對的是風(fēng)電機(jī)組本體質(zhì)量。二是風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)檢測，包括風(fēng)電機(jī)組功率控制能力、低電壓穿越能力和電網(wǎng)適應(yīng)性，針對風(fēng)電機(jī)組是否‘電網(wǎng)友好’。”陳晨解釋道，拿到國際互認(rèn)資質(zhì)只是一個起點，走到國際舞臺，最關(guān)鍵的是企業(yè)手中持有的檢測報告，結(jié)果準(zhǔn)不準(zhǔn)，對方認(rèn)不認(rèn)，這才是真正考驗實驗室檢測能力與接軌國際的能力，而檢驗檢測能力與水平的戰(zhàn)場就是國際上先進(jìn)實驗室間開展的循環(huán)比對式的“比武大賽”。

質(zhì)量提升，標(biāo)準(zhǔn)先行。為保障風(fēng)電并網(wǎng)安全，新能源中心主導(dǎo)編制了數(shù)十項風(fēng)電測試領(lǐng)域國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。以高、低電壓穿越能力測試標(biāo)準(zhǔn)為例，先后主導(dǎo)GB/T 36995-2018 《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組故障電壓穿越能力測試規(guī)程》、《NB/T 31111-2017風(fēng)電機(jī)組高電壓穿越測試規(guī)程》和NB/T 31051-2014《風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力測試規(guī)程》等系列標(biāo)準(zhǔn)。自主研發(fā)的高電壓穿越能力裝置采用的阻容升壓原理，也得到了歐美同行的認(rèn)可，寫入了最新出版的IEC 61400-21-1:2019標(biāo)準(zhǔn)。

此外，檢測團(tuán)隊內(nèi)有多人在國際電工委員會（IEC） TC88標(biāo)準(zhǔn)委員會內(nèi)任職，在電能質(zhì)量、故障電壓穿越能力、功率特性等標(biāo)準(zhǔn)的編制過程中獻(xiàn)言獻(xiàn)策，提升了我國在風(fēng)電國際標(biāo)準(zhǔn)編制過程中的話語權(quán)和影響力。

記者手記

戈壁風(fēng)機(jī)下的檢測人

結(jié)束甘肅之行，踏上回京之路，記者有感，在那一望無際的沙磧上、戈壁灘上，見不到綠樹，見不到碧草，更見不到繁花。布滿的只有星星點點、一叢一叢的駱駝刺，從古到今，綿延不絕。

去過沙漠的人，腦海里或許會浮現(xiàn)“大漠孤煙直，長河落日圓”的美景。走近后，你才發(fā)現(xiàn)，戈壁的那頭還是戈壁，唯有風(fēng)機(jī)與風(fēng)沙、駱駝刺為伴。

記者在到達(dá)甘肅中電國際橋灣第二風(fēng)電場時，見到了從事風(fēng)電檢測的工作人員，中國電科院新能源中心檢測工程師劉旭東。面對記者的采訪，戴著黑色粗框眼鏡的劉旭東顯得有些局促，時不時用手推一推眼鏡，拿起手機(jī)給記者介紹戈壁風(fēng)電基地上的檢測情況，然而記者卻被劉工手機(jī)殼上的照片所吸引，那是一個自制的手機(jī)殼，照片里是一位戴著花環(huán)，身著藍(lán)色公主裙的小女孩。劉旭東的同事陳晨告訴記者，那是劉工的女兒，劉工是出了名的工作狂，去年一整年，他有200多天都在風(fēng)電檢測現(xiàn)場，幾個月才能見女兒一面，為此，他媳婦兒沒少埋怨他。


“孩子的成長只有一次，錯過了再也沒有機(jī)會了，女兒還小，她只知道爸爸經(jīng)常在遙遠(yuǎn)的地方工作，哎，真愧對孩子……”

思女之情，溢于言表。

戈壁灘上風(fēng)沙大，直到今天，當(dāng)?shù)剡€流傳著“一年一場風(fēng)，從春刮到冬”的說法。剛剛還是晴空萬里，下一刻便沙塵肆虐。風(fēng)沙大的時候，能見度不足2米，打得人臉頰生疼，眼睛睜不開，雙腿站不穩(wěn)。

得知記者是第一次來到戈壁風(fēng)電基地時，劉工叮囑記者，下次再來風(fēng)電場一定要帶個圍巾，不然一天下來，臉容易過敏起紅疹。加之沒有植被遮擋，風(fēng)力常常達(dá)到6-7級，而沙漠晝夜溫差大的特點，讓一年四季溫差超過70℃。

從采訪中記者獲悉，檢測團(tuán)隊成立至今已經(jīng)13年了，常年出差在外的有十幾人，基本上每人每年出差都在200多天以上。團(tuán)隊成立以來，他們幾乎完成了全國所有量產(chǎn)風(fēng)電機(jī)組的型式試驗和并網(wǎng)檢測，大規(guī)模脫網(wǎng)事故發(fā)生的概率大幅度降低，電網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性極大提高。

風(fēng)電場一般都建設(shè)在風(fēng)能資源豐富的地方，而這些地方一般地處沿海、內(nèi)陸荒原或者沙漠地帶，檢測工作有時候甚至險象環(huán)生，他們中有遇上沙暴的，有遇上暴雨引發(fā)泥石流導(dǎo)致車輛被困的，有遇到大雪封山的，有被牛虻叮咬過的……

然而，說到夢想，劉工告訴記者，選擇從事新能源行業(yè)，選擇做一名檢測工程師，就是希望通過自己的努力能少消耗一點兒化石能源，能讓更多的綠色電能并網(wǎng)，能為綠水青山貢獻(xiàn)微薄之力。

采訪歸來，戈壁灘上的風(fēng)機(jī)仍在腦海里久久縈回。打開電腦，登錄網(wǎng)絡(luò)，搜尋“駱駝刺”，出現(xiàn)陳忠實先生如下一行文字：駱駝刺，短而又細(xì)的枝，針狀的葉，無媚無嬌，僅僅只是一個綠色的生命體。駱駝刺，開一種細(xì)小到幾乎看不出的花，和孕育它的沙地一樣的顏色，也應(yīng)是花中最不起眼的色彩了。然而它的功能卻與任何花相比毫不遜色，授粉，結(jié)籽，在沉靜的等待中迎接雨水，便發(fā)芽了。

End