科技日报记者 王迎霞 通讯员 化汝
2011年，西北某新能源汇集地区一起再普通不过的电力设备故障引发了16座发电场、598台风电机组大规模脱网。让人意想不到的是，事故祸起竟是不起眼的电缆头故障。
一方面暴露出风力发电耐受能力不足，一方面也暴露出各方对新能源发电设备实际性能认识不足。如何评价风电、光伏发电系统安全与否、有无缺陷、是否可靠？十年来，宁夏电力能源安全重点实验室新能源并网检测团队一直没有停歇。
最新统计显示，2022年4月，宁夏新能源发电量同比增长17.2%，新能源利用率持续保持97%以上。这组闪亮的数字，便是对团队最好的奖章。
从基础理论展开技术攻关
“生产一辆汽车，除了在制造时需要验证动力输出等参数外，它能否翻过千山、渡过万水，是否乘坐舒适，还需要通过实际驾乘测试。同样的，风力发电、太阳能发电系统也需要在并网时进行相关检测，去验证和评价它们的运行性能。”宁夏电力能源安全重点实验室新能源并网检测团队负责人任勇介绍说。
新能源并网检测与评价就是通过给风电、光伏发电系统做“体检”并对其“健康”程度作出精准判断。这是一项专业性极强的系统性工作，与电网安全稳定和发电企业效益息息相关。
作为国家首个新能源综合示范区，宁夏新能源迎来大发展，但在2011年“整肃风电”背景下，风电、光伏如何健康成长，成为当地产业面临的一个难题。
彼时，风电、光伏发电装备制造主要被西方几个跨国公司控制，技术受限，国内并网评价理论成果较少、生产中无成熟经验可循。作为自治区电力科技创新发展的排头兵，国网宁夏电科院积极组建新能源并网检测与评价技术团队。
究竟该如何对发电系统运行性能作出精确评价？2011年底，张爽、焦龙、梁剑等一行人顶着五里坡凛冽的寒风，抬头望着眼前近80米高、容量1.5兆瓦、出身西门子歌美飒的风力发电机，陷入沉思。
装备缺乏，测试工作推进缓慢、效率极低，拿什么样的“秤”去衡？辖区新能源发电机组类型多、运行特性差异大，评价标准和体系缺乏，拿什么样的“尺”去度？面对这一系列问题，团队成员决定从基础理论展开技术攻关。
多专业协同研制检测设备
“就跟我们去医院做体检类似，给发电设备全方位做检查，肯定避免不了‘大排场’，这需要队员发挥多专业协同的优势。”国网宁夏电科院电网技术中心青年突击队队长李旭涛打了一个比方。
他说，测试工作需要从发电机、变流器、控制系统等多个角度去准确捕捉关键信息、正确预判潜在风险、提出合理控制策略，以安全驾驭它朝着目的地前行。
李旭涛强调：“诊断全面、对症治疗，才能全面保障它安全并网和稳定运行。”
风、光发电受天气影响很大，发电的多少随机且任性。“汽车的行驶速度是可以控制的，想知道它在不同时速下的运行情况是相对容易的，但是在风电场嘛……”任勇苦笑着摇摇头，“山头上的风，说没就没了。”
他还清晰记得有一次在吴忠市盐池县麻黄山，队员们在风电场从早上8点测到晚上11点，风机的其他运行工况都测完了，唯独有一组数据风况不稳定，怎么也测不到。风电场的工作人员都熬不住去休息了，队员们裹着棉大衣轮流蹲在风机底下，一直等到凌晨3点才抓到机会完成测试。
那一刻，大家虽然都很疲惫，但成功的喜悦洋溢在每位队员脸上。
自从步入新能源并网评价这个领域，所有人都深知这项工作的酸甜苦辣，即便如此，“追风少年”十年如一日，始终披星戴月、日夜兼程，跑遍了宁夏的每一个新能源场站，为每一个新能源发电企业提供高质量的技术服务。
检测装置实现国产化替代
为了支撑自治区新能源高质量发展，新能源并网检测团队随风而行，终于交出漂亮答卷。
他们研制了机组故障电压穿越参数试验装置，实现了新能源并网特性实测装置的国产化替代；建立了标准化的实测技术和评价体系，实现了宁夏地区新能源发电机组检测验证的全覆盖。
2017年，团队研发的故障电压穿越检测装置在第三届中国-阿拉伯国家博览会高新技术与装备展中展出。焦龙难以抑制激动的心情，向参展的国内外新能源技术专家介绍：“经过5年技术攻关，可以为多种类型风光发电设备进行‘体检’的大家伙，在我们这里得以实现！”
收获喜悦的同时，团队在逐梦路上未敢懈怠。
一台发电机组的特性可以通过实测获取，那对于拥有几十台发电机组的场站呢？多个场站汇集的新能源场群呢？面对复杂多变的运行场景，实现新能源场站全工况测试及并网特性精细化评价难度极大，为了提高行业内对新能源并网性能的认知能力，团队又开展了新能源场站级、场群级并网特性评价技术攻关。
很快，他们在高性能计算机群上实现了对宁夏电网的运行模拟，同时研发半实物数模混合仿真实验平台，实现了虚拟电网与现实设备的互联互通。
2021年，团队研发的以新能源发电机组标准化测试、场站级数模混合仿真、场群级运行评价与协调控制为核心的关键技术通过中国科学院院士评价，达到国际领先水平。
随着“宁电入湘”工程的规划与建设，“十四五”期间，宁夏新能源装机将在现有基础上达到超过90%的增长，服务自治区清洁能源产业发展的担子愈加沉重。致力于解决以大型风光电基地为基础、稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的新能源供给消纳体系规划建设过程中面临的新能源安全高效运行技术难题，检测团队初心不改。
“我们将始终坚持创新引领，持续开展新技术研究与推广应用，为服务自治区经济社会发展、推动宁夏电网发展、建设现代‘双一流’的征程中争当先锋。”任勇表示。
（受访者供图）
