德国作为欧洲乃至世界上的风电技术领先国家之一,其风电机组并网技术导则及风机认证规范代表了行业内的先进水平。本文将详细解析德国风电机组并网技术导则及风机认证相关知识点,以便为我国及世界各国的风电并网技术提供借鉴。
德国风电发展现状部分显示,截至2007年6月30日,德国风电装机容量达到21.3GW,风机台数为18700台,年发电量为37.5TWh,占全国发电量的6.9%。这表明德国风电已经成为国家电力供应的一个重要组成部分,尤其在海上风电领域,德国也规划了宏伟的发展目标。
德国风电机组并入配电网技术导则主要由Forschungsgemeinschaft für Elektrische Anlagen und Stromwirtschaft e.V.机构发布。它对风电机组并网特性进行标准化认证,确保风电机组在接入电网时对电网的电能质量的影响在可接受的范围内。例如,对于低压系统(230/400V)的电压允许范围,导则规定根据EN50160/IEC60038标准,电压的允许波动范围是额定电压的-10%至+6%(10%)。
此外,德国对风电并网技术的研究历史和发展目标也有明确的规范。2000年德国总装机容量为123GW,风电总装机容量为6GW,占总装机容量的4.9%。到了2007年,总装机容量略有增长至125GW,而风电总装机容量则增长至22GW,占比提高到了17.6%。德国政府还颁布了针对可再生能源发电(EEG)和热电联产(BHKW)的联邦法,确认了可再生能源在电网接入方面所享有的优先权。
2001年德国风电装机容量所占份额尚不足5%,风电机组主要接入配电网,并不对输电网和次输电网产生显著影响。当时的并网导则主要针对私有电力企业,并不适用于公众电力公司。风电场的建设也大多集中于陆上,海上风电的发展还未成规模。
对于电压扰动的要求,导则规定了配电网中的电压扰动限制。例如,在低压网络中,电压变化最大不得超过额定电压的2%,而在中压网络中,电压变化最大不得超过额定电压的2%。风电场的投切也可能会引起电压波动和闪变,这主要是由于风速的波动和桨叶转动时产生的塔影效应所造成。
导则还提出了针对电压质量特性所提出的电磁干扰设计要求,比如风电机组在切入风速和额定风速时投切引起的电压波动和闪变,以及风电机组正常运行时产生的电压波动和闪变。风电机组对电压谐波的影响也是考虑的重点之一,谐波电流允许值与PCC点(公共耦合点)的短路容量有关。
具体到电压质量方面的设计,导则中也有详细的规定。在低压网络中,用户负荷和电源、中压网络中的用户负荷和电源、高压网络和超高压网络中的用户负荷和电源都分别有不同的设计要求和标准限值。
导则中还包括了关于谐波电压限值和谐波电压设计的相关内容,以及电流向高压系统转移和电压向低压系统转移的具体技术要求。
总而言之,德国在风电并网技术方面的导则和认证制度体现了对电能质量和电网稳定性的高度重视。随着风电技术的进一步发展和电网对可再生能源接入要求的不断提升,这些规范和技术标准也将不断更新和完善,以适应新的挑战。