物联网技术赋能分散式风电：适应能源系统转型大势 倒逼其加速转型

 

分散式风电的崛起已不可逆转。“其原因不仅是大风电基地面临弃风限电情况下的战略转移，更是因为其适应了集中式电力系统向分布式电力系统转型的趋势。”9月3日-5日于湖南株洲举行的2018国际能源物联网技术大会上，风电业内人士说。

跳出风电看风电，除了自身产业结构调整和优化布局的内在要求外，分散式风电也与以分布、互联、智能为特点的未来能源系统高度契合。分散式风电既适应了能源系统转型的大势，同时也倒逼着能源系统加速转型。

顺应能源系统转型大势

作为“信息互联网”向“价值互联网”转变的物理载体，能源物联网是分布式能源、可再生能源和智慧能源系统的集成解决方案。

中国中车总信息师王勇智在会议上表示，自2009年“感知中国”战略提出后，我国的物联网产业就进入了快速发展阶段。近年来，数字化、大数据等元素在能源利用及能源管理领域得到了越来越广泛的关注和应用。中小型风力发电、热电联产、太阳能发电等分布式能源发电量不断增长，迫切需要“智能化”的互联互通，以应对不断变化的能源需求和高效管理。

与会专家表示，能源物联网是将互联网的技术应用到能源系统，把集中式的单向生产者控制的能源系统转变成以分布式为主且与消费者有更多互动的双向能源系统。在这一过程中，伴随着提高可再生能源比重，实现多元能源的有效互联和高效利用。

而分散式风电恰恰是分布式能源系统中最重要的能源品种之一。

据介绍，我国中东南部地区19个省可开发的分散式风电存量达10亿千瓦，目前已经纳入相关规划的分散式风电项目约0.9亿千瓦，开发率不足8%。

“中南部地区的地理环境、土地资源等因素决定了分散式风电将成为与集中式风电共处的一种重要形式。” 中车株洲所分布式风机开发负责人王宝归认为。

适应电网要求也推动电网变革

“能源物联网是未来大能源系统技术体系重构的变革，但当前在具体实物层面还存在一定困难。”中车株洲所总工程师冯江华认为。

在金风科技储能科技公司总经理赵帅央看来，在微网当中所涉及的关键技术，如大数据、区块链等，不同的技术所体现的价值不同，这些技术只有耦合在一起才会形成强大智能的微网和能源物联网。

业内人士告诉记者，目前风电的非技术成本中，电网接入成本占据了重要部分。

与会专家认为，分散式风电等分布式能源，最终将推动能源系统的变革，例如在驱动电网转型方面发挥积极作用。

中车国家变流技术研究中心资深专家佘岳表示，我国电网系统正经历从集中并网、远距离输送到分布式并网、就近消纳的转变，未来将进一步发展到可离网运行的微网阶段。

据介绍，第一个阶段是集中并网阶段。从上世纪60年代开始，集中式的单一供电系统就已初步形成。而风电、光伏等新能源2000年之后才开始大规模发展，因此，最初的新能源并网方式就是集中并入大电网，长距离输送到用户端。这一传统技术成熟可靠，但经济效益相对较低。

“现在我们所处的阶段是第二个阶段，分布式光伏和分散式风电直接接入配电网。” 佘岳表示，“这一阶段的特点是电源侧和负荷侧距离较近，输电能耗较低，系统也相对安全、灵活。但是，目前这种电网系统还不能离网运行，需要并网运行。”

第三阶段则是微电网阶段。其特点是既能够并网运行，也能够离网运行，讲究多能互补， 与储能密切相关。

以分散式风电为代表的分布式能源并网，除了对新能源本身的特殊要求外，对电网的响应速度和谐波补偿能力等也提出了更高要求。因此，在分散式风电和未来电网系统的融合过程中，既有相互适应，也有相互改变。分散式风电在适应电网需要、提升自身性能的同时，也推动着电网系统向更灵活、更智能化转变。

中国科学院院士周孝信说，目前我国发展的第三代电网是主干电网与局域配网、微网相结合的电网，也是以坚强智能电网为核心，以新一代电力系统为基础的能源互联网。其特征正是高比例的可再生能源电力系统；高比例的电子装备电力系统；多能互补的综合能源电力系统；信息物理融合的智能电力系统。电网未来的发展趋势就是要有能力适应分散式风电等大量分布式新能源的接入。

“赋能”分布式风机研发

除了要经历一个长期的与电网艰难的磨合过程外，现阶段，分散式风电的特点也对风机自身提出了特定要求。

“分散式风电一般接入当地的10千伏或者35千伏配电网，由于是弱电网，风机的运行工况以及当地的用电负荷消纳情况会对电网造成较大影响。装机规模会受到当地用电负荷或当地变压器容量的限制。”王宝归说。

分散式风电投资规模小、开发灵活，但开发成本相对较高。由于其大多分布于港口、工业园区等人口密集的地方，对环保和安全提出了更高要求。由于主要面向低风速区，项目分散，面对的环境也复杂多样。同时，也正因为项目分散，对运维要求更高，更需要风机实现智能化。

王宝归认为，基于分散式风电的特性，过去适用于集中式风电的风机不能照搬到分散式风电的应用场景下。而是需要进一步提升和创新，研发出真正适合分散式风电特点的风机。其方向是：成本经济、安全可靠、电网友好、智能运维。

显然，能源物联网时代的到来，也给分布式风机的研发提供了更多可能和更大创新空间。

赵帅央表示，能源物联网不能仅仅为了“联”而“联”，其最终目的，是实现更高效率、更低成本、更安全、更有价值的能源应用。

在业内看来，在能源物联网技术的加持下，分布式风机理应实现更强的适应性、更高的安全性、更融于环境和社区的友好性。