海上风电输电与并网关键技术研究

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海上风电的发展现状及关键技术研究

海上风电的发展现状及关键技术研究作者：万宏罗文东谢国华来源：《科技资讯》2023年第24期摘要：风能是一种可再生的洁净能源，在新能源越发得到关注的情况下，风能利用也被各国先后提上日程。

以海上风电的发展现状为切入点，分析中外有关技术现状，在此基础上研究其关键技术，包括基础结构设计、建设区域选择、资源评估、重点参数计算以及辅助性技术等。

最后简析海上风电的技术难点，提出发展建议，为未来的风电建设提供参考。

关键词：海上风电基础结构通信活动风力资源中图分类号： TM75 文献标識码： A 文章编号： 1672-3791（2023）24-0070-03海上风力发电技术简称海上风电，是指以海上作业平台为基础、利用风力进行发电的综合性技术，其特点在于绿色无污染、可再生能力强。

与地面风力发电相比，海上风力发电不存在噪声、建设地形限制，这为其大规模运用提供了空间。

当前，各国都在广泛利用风力发电技术，我国东南沿海各地也在尝试利用风能进行发电，且收效良好［1］。

从可持续发展、科学发展的角度出发，加强洁净能源的利用已大势所趋，《中华人民共和国可再生能源法》《关于完善风力发电上网电价政策的通知》的颁行也为各地海上风电系统建设和发展提供了明确思路。

在此背景下，分析海上风电的发展现状及关键技术具有一定的积极意义。

1 海上风电的发展现状1.1 国外发展情况洁净能源的利用始于西方，包括海上风电技术。

当前，欧洲各国家和美国的海上风电技术具有一定的技术优势。

20 世纪80 年代，石油危机以及环境污染等因素对发达国家的影响日渐突出，这也使发达国家更重视新能源的研究。

到20 世纪90 年代，北欧和西欧一些工业强国开始大规模尝试海上风力发电，已知全球最早的海上风电机组由瑞典建设并投入使用，命名为Windworld，其容量为220 kW。

随后，荷兰和丹麦等国家先后组织海上风电研究，这一阶段的海上风电机组主要集中于浅水区域，不超过海岸线100 m［2］。

大规模海上风电场输电方式的探讨

用范围。
［关键词］海上风电；高压交流输电；高压直流输电；电网换相换流器；电压源换流器［中图分类号］Ｆ４［文献标识码］Ａ［文章编号］１００９—１４（００１０８７２２１）１— ０９—０４
１前言
根据国内实际情况，讨了未来海上风电场并探网所面临大容量长距离的电能输送问题，以寻找适合中国国情的海上风电场发展模式。
来８～１Ｗ的机组亦在规划之中。同时机端电压０Ｍ
图１典型的高压交流输电系统
Ｆｉ１Ａｙｃｇ．ｔｐｉａｌＨＶＡＣｒｓｉｓｏｓｓｅｔａｎｍｓｉｎｙｔｍ
２２１ＸＰ海底电缆和无功补偿设备．．ＬＥ
大规模海上风电场输电方式的探讨
朱宜飞，陶铁铃
（长江勘测规划设计研究院新能源公司，汉４０１武３００）
［摘要］分析了大规模海上风电场的并网需求，比较了高压交流输电系统、基于电网换相换流器的高直流输电系统和电压源换流器的直流输电系统的技术特点，对系统损耗做了数值分析，而得出各种输电系统的适从
备。典型的ＨＡＶＣ交流输电系统见—
海上风电场
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海上风电场并网的影响及对策

海上风电场并网的影响及对策海上风电出力随机性强，间歇性明显，机组本身的运行特性和风资源的不确定性，使得风电机组不具备常规火电机组的功率调节能力。

因此，海上风电场并网会对电网的运行产生一定的影响，本章将从研究风电机组的电气特性出发，详细阐述风电出力的特点，进而指出风电场并网对电网的影响，最后给出相应的解决措施。

3.1 海上风电场并网的影响针对风速的随机性、间歇性导致海上风电功率的不确定性大，以及风电机组本身的运行特性使风电场输出功率具有波动性强的特点，需要从系统电压、频率以及系统的稳定性等方面研究海上风电场出力的特点和海上风电场并网对电网的影响，以提出相应的对策和解决措施。

3.1.1 风电出力的特点（1）风电出力随机性强，间歇性明显。

风电出力波动幅度大，波动频率也无规律性，在极端情况下，风电出力可能在0～100%范围内变化。

风电出力有时与电网负荷呈现明显的反调节特性。

风电场一般日有功出力曲线如图3-1所示。

图3-1 风电场一般日有功出力曲线可见，风电功率出力的高峰时段与电力系统日负荷特性的高峰时段（8：00—11：00，18：00—22：00）并不相关，体现了较为明显的反调峰特性。

一些地区全年出现反调峰的天数可占全年天数的1/3～1/2。

反调峰的现象导致风电并入后的等效负荷峰谷差变大，恶化了电力系统负荷变化特性。

（2）风电年利用小时数偏低。

国家能源局发布数据显示，2014年年底全国并网风电装机容量9581万kW，设备平均利用小时1905h。

其中，海上风电约38.9万kW，设备平均利用小时略高，可达到2500h左右。

（3）风电功率调节能力差。

风电机组在采用不弃风方式下，只能提供系统故障状况下的有限功率调节。

风电机组本身的运行特性和风资源的不确定性，使得其不具备常规火电机组的功率调节能力。

3.1.2 对电网的影响风电等可再生能源接入系统主要有以下问题：（1）通常风能资源丰富地区距离负荷中心较远，大规模的风电无法就地消纳，需要通过输电网输送到负荷中心。

海上风力发电及其关键技术分析

海上风力发电及其关键技术分析摘要：随着我国社会的不断发展和能源的日益短缺，低碳环保的理念已经引起人们的关注，并被应用到电力企业中，企业越来越重视清洁新能源的开发利用。

本文探讨了海上风力发电及其关键技术。

关键词：海上；风力发电；关键技术引言能量转换技术是现代人类社会生产和生活中最关键的技术之一，而发电技术是影响最深远的技术之一。

因此，利用自然能源最有效的方式是先将这些能源转化为电能，向个人或企业用户提供电能，然后根据具体使用需要将其转化为动能、热能、光能等形式。

1 海上风电的概述虽然一些学者在20世纪70年代提出了使用海上风力发电的假设，但直到上世纪末才真正开始全面的科学探索和具体应用。

这是因为与陆上风力发电技术的研究相比，可以看出海上风力发电面临的繁琐的施工地质条件缺乏成熟的参考工程技术作为基础，对于海水的波浪冲击和风向变化，还不能形成一套实用的计算标准和分析标准。

此外，由于受工程环境和运维技术需要等诸多因素的影响，海上风电场建设缺乏丰富的经验作为参考依据，导致海上风电场建设的规模和回报率存在一定的安全隐患，因此，海上风力发电的商业推广才真正开始于近十年来相关技术的不断成熟。

2 海上风力发电的优势海风比陆风有很大的优势。

首先，当风吹过陆地时，风的大小和方向会发生变化，因为陆地非常粗糙，有许多障碍物。

但由于海面相对平坦，摩擦力小，海洋风速小，风向相对稳定。

其次，由于海风比陆风更稳定、更强，因此无需建造该装置。

塔太高，这降低了风力涡轮机的成本。

据统计，距海岸线10公里的海域风速通常比沿海地区高20%左右，发电量可增加70%。

因此，海上风力发电不仅成本低，而且产量高。

最后，海面上的气流是稳定的，海面是复杂的，海上发电机不需要承受太大的工作强度。

陆上使用寿命为20年，海上发电机组的使用寿命可延长至25至30年。

此外，海上风力发电不受噪音、电磁、鸟类等因素的影响。

3 海上风电与陆上风电的对比及其技术难点3.1 海上风电与陆上风电的对比（1）随着高度的变化，近海风速呈下降趋势。

海上风电直流送出与并网技术综述

海上风电直流送出与并网技术综述一、本文概述随着全球能源结构的转型和清洁能源的大力发展，海上风电作为一种可再生能源，正日益受到世界各国的重视。

由于其具有资源丰富、清洁环保、靠近负荷中心等优点，海上风电在全球范围内得到了快速的发展。

然而，随着海上风电装机容量的不断增加，其送出与并网技术也面临着越来越多的挑战。

本文旨在对海上风电直流送出与并网技术进行全面综述，分析当前的研究现状和发展趋势，为相关领域的研究和应用提供参考。

文章首先介绍了海上风电的发展背景和现状，指出了直流送出与并网技术在海上风电领域的重要性。

然后，文章重点对海上风电直流送出技术进行了详细的分析，包括直流送出系统的基本构成、工作原理、优势与挑战等方面。

接着，文章对海上风电并网技术进行了综述，包括并网方式的选择、并网控制策略、并网稳定性分析等内容。

文章还对海上风电直流送出与并网技术的未来发展趋势进行了展望，探讨了新技术、新材料、新设备在海上风电送出与并网领域的应用前景。

通过本文的综述，读者可以对海上风电直流送出与并网技术有一个全面、深入的了解，为相关领域的研究和应用提供有益的参考。

本文也希望能够激发更多的学者和工程师关注海上风电送出与并网技术的研究，共同推动海上风电技术的快速发展。

二、海上风电直流送出技术随着全球对可再生能源需求的不断增长，海上风电作为一种清洁、可再生的能源形式，正受到越来越多的关注。

在海上风电的并网技术中，直流送出技术以其独特的优势，逐渐成为了主流选择。

海上风电直流送出技术主要依赖于高压直流输电（HVDC）系统。

与传统的交流输电相比，HVDC系统具有输电容量大、输电距离远、线路损耗小等优点。

特别是在海上风电领域，由于风电场通常远离陆地，使用HVDC系统可以有效减少在长距离输电过程中的能量损失，提高输电效率。

在海上风电直流送出技术中，风电场通过直流输电系统将电能直接输送到陆地上的换流站，然后在换流站将直流电转换为交流电，再接入电网。

海上风电场升压站关键技术研究

海上风电场升压站关键技术研究摘要：海上风电场升压站是海上风电场电能汇集和外输的能源枢纽。

文中拟对装机容量为400MW的海上风电场升压站的选型、主接线、平面布置等关键技术进行初步研究，进一步了解海上升压站电气设计的主要内容，为海上升压站的设计提供理论基础。

关键词：海上风电场，升压站，主接线0 引言中国是能源大国，更是用电量大国。

到2025年，亚洲用电量将占全球的一半，中国用电量将占全球的三分之一。

在双碳政策的鼓励和引导下，大力发展可再生能源成为当前降低碳排放的重要举措。

利用海上风能这一可再生能源进行发电，没有废水、废气的排放，也没有燃料的消耗，既能促进当地的经济发展，也不会破坏原有的生态环境和人居环境，是解决能源紧缺的最佳选择之一。

世界能源署预测，2040年，可再生能源将占全球电力的2/3，其中风电、光伏占40%，到2050年，风电年新增装机规模将达130GW左右。

而我国拥有渤海、黄海、东海、南海四大领海，海上风能资源丰富，占我国风能资源的75%左右。

随着风力发展技术的逐步成熟，海上风力发电成为新能源发电的重要组成部分。

1 海上风电场升压站概述海上升压站是海上风电场电能汇集和外输的能源枢纽。

因其所处为海上环境，电气设备需要具有防盐雾、防湿热、防生物霉菌等“三防”要求，有些地方还有抗强台风和狂浪的要求，以及防高紫外线辐射的问题。

且海上升压站远离大陆，其运行维护较为困难，需采用远程监控、设备状态监测和无人值守的运行方式。

2 海上风电场升压站发展现状经过国内近几年的行业发展和技术储备，海上升压站技术日渐成熟，已掌握了海上升压站的设计、建造、安装技术，一座座海上升压站在中国沿海海域建设完成，为海上风电的发展作出了贡献。

截止2022年上半年，全球海上风电装机总容量为54.9GW，其中中国装机容量占比45%（24.9GW）。

2022年上半年全球风电装机容量增长6.8GW，其中主要增量来自于中国。

2022年上半年，全球新投产的海上风电场共33座，其中中国25座。

海上风电场及其关键技术发展现状分析

海上风电场及其关键技术发展现状分析摘要：风力发电属于近些年来世界各国普遍较为关注的一种可再生能源开发方案，这一技术发展速度较快，已经得到了全面落实与开展，而海上风力发电由于干扰较小，并且风力发电量较大，因此广受欢迎与重视。

江苏省具有较长的海岸线，具有良好的风力发电条件。

本文主要针对海上风力发电关键技术进行分析，希望可以起到参考的作用。

关键词：海上；风力发电；关键技术随着现如今非再生能源逐渐稀少，能源问题已经成为人们关注的重点。

能源危机的出现，意味着人们必须要寻找更加合理的能源获取方式，而风力就属于一项较为关键的可再生能源。

通过海上风力发电，可以有效地完成供电，而发展这一类的新能源是我国未来走向可持续化发展的关键途径。

因此，必须要针对海上风力发电技术进行分析讨论，积极优化技术体系，提升工作质量。

一、海上风力发电建设的主要趋势（一）技术整体发展速度较快风力发电不需要消耗非再生能源，同时也不会污染环境，属于一种发展潜力巨大的清洁能源技术，不仅拥有环保效益，同时也具有一定的社会效应。

随着风力发电技术的不断优化与改进，现如今风力发电生产成本也开始逐渐降低，我国各地都开始建设风力发电场。

由于海上风力资源更加丰富，并且风速也更加稳定，因此适合在海上建设大功率风力发电机组，不仅节约用地，同时对环境造成的影响比较小，这意味着现如今我国风力发电技术不断提升与改进。

以江苏省为例，现如今我国江苏省建设了江苏如东海上风力发电场、江苏东台海上风力发电场，都属于主要的海上风力发电场所[1]。

江苏开发风力发电资源具有巨大的优势和好处，可以缓解江苏省一次能源不足、用电荒等问题，更有效的促进地方经济走向发展与改革，因此可以说这一技术属于建设生态大省的一项关键要求。

（二）单机容量提升现如今大型风力发电机组一般都会选择水平轴风力发电设备，这一设备包括风轮、增速齿轮箱、发电机、偏航装置、控制系统、塔架等部件。

大型风力发电机组的单机容量越大，意味着发电能力越强，而对于技术的需求也就越高。

海上风电柔性直流输电关键设计技术

海上风电柔性直流输电关键设计技术摘要：针对海上风电柔性直流送出的关键设计技术，本文从系统设计、接线设计、关键设备选择、绝缘配合等几个领域进行了深入研究，阐述了柔性直流设计的核心设备配置方案及参数选取原则，为柔性直流设计的主要技术原则提供了技术积累。

关键词：柔性直流; 海上风电;设计技术引言海上风电作为中国风电发展的下一个至高点，是我国实现能源结构转型的重要手段。

与陆上风电相比，海上风电具有几个优点：风力大、风密度大、风力比较稳定；离负荷中心近，不需要长距离大容量的输电线路；节约资源、节约土地，是最具发展潜力的清洁资源之一。

2022 年以来，海上风电项目离岸距离随单机容量提升不断提升，海风项目深远化趋势明显。

针对深远海风电，传统高压交流送出受无功电流、充电电压、损耗等影响，在远距离高压大容量场景下受限。

而高压直流输电由于存在换流器的触发延⾓和关断⾓以及波形的⾓正弦，需要吸收⾓量的⾓功功率，其值约为换流站所通过的直流功率的40%~60%。

因⾓需要⾓量的⾓功功率补偿及滤波设备，需要大面积海上平台用于布置以上设备。

且常规直流系统存在换相失败的问题，需要强交流系统支撑，而海上风电难以满足。

再此背景下，柔性直流输电因其不需要无功补偿，可接入弱交流系统、无源系统，占地面积小等特点，在深远海风电中的优势逐渐显现。

1、柔性直流输电网络设计技术柔性直流输电系统从网络型式上常见的有：两端型、多端型及网络型。

两端型接线：点对点，或背靠背构成，送出端换流站与接收端换流站一一对应，两端型换流站也是目前应用最多的接线型式。

多端型接线：打破两端型一一对应的特征，可以实现一端送出，多端接收。

也可以实现多端送出，一端接收。

网络型接线：在多端型接线的基础上发展而来，可是实现多个送端站和多个接收站互联。

换流站常用接线型式有对称单极、对称双极+金属回线、对称双极+接地极等几种类型，接线示意如下图：图1 对称单极接线图2 对称双极+金属回线接线图3 对称双极+接地极接线2、换流阀设计技术相较于陆上换流站，海上换流站造价对换流阀设备的重量和体积更敏感；海上高湿度、高盐度环境，对换流阀设备防护设计要求更高；换流阀采用整体运输、安装抗震抗倾斜、运行抗振动的要求高；同时海上环境下检修对天气条件要求高，且窗口期较短，对换流阀可靠性要求高。

海上风力发电的关键技术

海上风力发电的关键技术１、概述随着海上风电场建设的推进，一些关键技术左右了海上风电场建设的施工周期，掌握了这些关键技术，就能够高质量地完成海上风电场的建设。

海上风电涉及诸多关键技术，以及开发运营、环境和市场潜力。

海上风能项目评估，涉及环境评估、风能评估等。

２、关键技术（1）基础结构由于风电机组的基础往往会承受水动力、空气动力双重载荷作用，因此，需要综合考虑风及波浪载荷、支撑结构和风电机组机头的动力学特性以及风电机组控制系统的响应等因素。

海上风电机组的安装与维护成本远远高于陆上风电机组，这就对其可靠性提出了较高的要求。

风电机组的基础是决定风电机组可靠性的重要因素之一，基础是否稳定对于海上风电机组而言起着至关重要的作用。

常用的基础形式有：①单桩固定式基础；②三脚架固定式基础；③重力固定式基础；④漂浮式基础等。

其中，漂浮式海上风电机组依赖漂浮式基础，由于能够较大程度地利用深海的风能资源，成为深海风能利用的主要方式，目前已有多个国家建立或者正在规划建设漂浮式海上风电场。

相对固定式风电机组，漂浮式风电机组增加了浮式基础和锚泊系统，其外界载荷条件比固定式风电机组复杂，除了受通常的风浪载荷以外，还因漂浮式风电机组本身由于基础漂浮不固定，其漂浮特性对风电机组发电性能也有较大影响，需要考虑漂浮特性对风电机组的影响，如低频响下的漂浮式风电机组塔架的动态响应，漂浮式风电机组叶片和塔架的长周期极限载荷，漂浮式基础的波浪载荷计算和锚泊系统建模，并通过建立漂浮式风电机组的性能分析模型，研究漂浮特性对风电机组发电性能的影响。

分析结果表明，漂浮特性对风电机组的发电性能影响较大，需要针对漂浮式风电机组进行改进设计。

下表所示为某５ＭＷ漂浮式变速恒频风电机组主要技术参数。

５ＭＷ漂浮式变速恒频风电机组主要技术参数（2）场址选择场址选择需要综合考虑多种因素，如：①风资源情况；②项目建设许可；③获得的场址海域使用权；④附近电网基本情况，包括陆地变电站位置、电压等级、可接入的最大容量以及电网规划等；⑤场址基本情况，包括范围、水深、风能资源以及海底地质条件；⑥环境制约，包括当地旅游业、水中生物、鸟类、航道、渔业和海防等负面影响等。

大规模海上风电柔性直流输电技术应用现状和展望

结论与展望
本次演示通过对海上风电并网控制策略的研究，提出了一种基于柔性直流输电系统的控制策略。该策略具有提高并网效率、增强适应性等优势，为海上风电并网提供了新的解决方案。通过仿真和实验验证，策略在有功功率控制、无功功率控制和稳定性控制等方面均表现出良好的性能。然而，该策略仍存在一定的局限性，未来研究可针对以下几个方面进行深入探讨和完善：
2、海上风电并网技术
海上风电并网技术主要包括同步发电机组和电力电子变换器两种方案。同步发电机组通过齿轮箱将风力发电机组的动力转化为电能，再通过变压器升压后接入电网。电力电子变换器则直接将风力发电机组的电能转化为直流电，然后通过逆变器转化为交流电并入电网。
三、存在的主要问题和不足
1、海上风电输电技术
一、研究背景与意义
海上风电作为一种清洁、可再生的能源，具有巨大的发展潜力。然而，海上风电的输电与并网技术相较于陆上风电更加复杂。如何实现大规模海上风电的高效、安全输电与并网，对于推动海上风电产业的发展具有重要意义。
二、大规模海上风电输电与并网关键技术研究现状
1、海上风电输电技术
目前，海上风电输电技术主要涉及电缆输电和柔性直流输电两种方式。电缆输电具有传输容量大、损耗小等优点，但电压等级受到限制，适用于近海风电场。柔性直流输电则具有灵活性高、可靠性好等优点，适用于远距离、大规模海上风电输电。
1、有功功率控制方面：通过对风电机组的有功功率进行精确控制，策略可以有效提高风电场的输出功率和稳定性；
2、无功功率控制方面：策略通过调节机组的无功功率，可以有效提高电网的稳定性，降低运行成本；
3、稳定性控制方面：通过对整个风电场进行建模和控制，策略可以显著提高电网的稳定性，增强其对复杂环境的适应性。

《2024年海上风电并网可靠性分析及提升关键技术综述》范文

《海上风电并网可靠性分析及提升关键技术综述》篇一一、引言随着全球能源结构的转型和环保意识的提高，海上风电作为清洁可再生能源的代表，得到了越来越多的关注。

然而，海上风电的并网可靠性及技术问题成为了制约其进一步发展的关键因素。

本文将就海上风电并网可靠性进行分析，并对提升关键技术进行综述。

二、海上风电并网可靠性分析1. 海上风电并网现状海上风电作为新兴的能源产业，具有广阔的发展前景。

然而，由于海洋环境的复杂性和特殊性，海上风电并网仍存在一系列技术挑战和问题。

包括海缆连接问题、并网点的接入技术问题以及海洋能级差异带来的系统冲击等。

2. 影响因素分析海上风电并网的可靠性受到多方面因素的影响。

包括：海洋气候的复杂性、风电机组的维护及管理、电网接入的技术标准等。

其中，海缆的稳定性和质量、风电机组的抗风性能等是影响并网可靠性的关键因素。

三、提升海上风电并网可靠性的关键技术1. 先进的风电机组技术（1）高抗风性能：通过改进风电机组的设计和制造工艺，提高其抗风性能，以适应复杂多变的海洋环境。

（2）智能化维护：利用远程监控和诊断技术，实时监测风电机组的运行状态，及时发现并处理故障，提高风电机组的运行效率。

2. 优化海缆系统（1）高质量海缆材料：采用高强度、高绝缘性能的海缆材料，提高海缆的稳定性和可靠性。

（2）海缆防护技术：针对海底地形地貌和海洋气候条件，采用适当的防护措施，如海底保护套管、浮式电缆保护系统等，减少海缆故障率。

3. 电网接入技术（1）优化并网策略：根据电网需求和风电机组特性，制定合理的并网策略，确保风电场与电网的协调运行。

（2）柔性输电技术：采用柔性直流输电技术，提高电网对风电的接纳能力，降低电网波动对风电场的影响。

四、未来发展趋势与挑战未来，随着海上风电技术的不断发展，并网可靠性将得到进一步提高。

然而，仍需面临诸多挑战，如海况极端条件下风电机组的稳定性问题、大规模风电并网的电网安全稳定控制等。

为解决这些问题，需要加强技术创新和研发力度，推动海上风电技术的持续发展。

国家863计划课题“海上风电场送电系统与并网关键技术研究及应用”启动

研究及应用 ” 启动会在京召开。题是国家８６３计划先进能源技术领域 “ 海上风电电力输送、
施工和浮动式基础关键技术研究与示范”项目的课题之一。课题基于我国海上风电发展现状和亟需解决的并网技术难题，以邻近负荷中心的近海风电场为研究对象，通过研发新技术或者集成已有技术的手段，掌握海上风电场汇集与并网系统优化设计及运行控制关键技术，进行相关的试验平台建设和系统研发，并最终实现示范应用。课题的研究将提高我国海上风能资源开发的技术水平，为海上风电的安全可靠并网运行提供技术支撑。
研究与开发
ｓｏｃ佩麓值
［３］王军平，曹秉刚．基于自适应滤波的电动汽车动力电池荷电状态估计方法［Ｊ］．机械工程学报，２００８，４４（５）：７６．７９．
［４］黄可龙，王兆翔，刘素琴．锂离子电池原理与关键技术
５０Ｉ电＿攘燕２０１３年第７期
启动会上，与会专家对课题及各子任务的研究内容、实施方案、考核要求、内容分工和进度安排等内容进行了讨论，
明确了各参与单位的分工，制定了项目管理制度，形成了定
期会议和专题会议制度，以协调推进项目研究工作的顺利开
展。
“ 海上风电场送电系统与并网关键技术研究及应用 ” 课
５０（８）：１２９３－１２９６，１３０１．
性建模［Ｊ］．电池，２００８，３８（３）：１４９－１５１．

海上风电并网接线方式技术分析

海上风电并网接线方式技术分析在国家十三五规划的大力支持下，海上风电将得到快速的发展，海上风电场离岸距离也将越来越远，海底电缆的合理选用和可靠接线方式，关系到海上风电场的安全可靠运行，也关系到海底电缆是否能适应海上风电场容量不断增长的需求，通过可靠性分析和发电量分析，探索适合海上风电场出线海底电缆接线方式具有重要意义。

标签：海上风电场；运行方式；电量损失随着海上风电场的快速发展，海上风电场建设海域越来越偏远，离岸距离从几公里到几十公里远，复杂的海域条件对风电机组和海底电缆的技术要求越来越高，在充分考虑海上风电场的接入大陆电网的安全、可靠、经济方式，同时也考虑在后续可持续发展的条件下，探索适合海上风电安全可靠运行的海底电缆接线方式將非常重要。

1 项目概况海上风电场装机容量为12万千瓦，年上网电量约为2700万kWh，风电场年等效满发小时数为2300h，离距离大约为20公里。

主变型号：SZ11-110000/110，容量为：110MV A。

升压站35kV母线采取单母线分段接线方式，中间设有母联开关。

35kV分段母线所带各35kV集电海缆回路功率均衡分布。

2 海底电缆接线方式分析2.1 单回海底电缆（104MV A）+单台主变压器（110MV A）线变组接线方式2.1.1 运行方式35kV母线I段母线、II段母线联络运行，#1主变通过110kV海底电缆联接外网。

2.1.2 电量损失计算（1）输送容量匹配不足导致弃风电量损失。

根据风电机组出力特性曲线可知，风电机组在3m/s以上启动发电，在12m/s达到满发，切出风速为25m/s。

根据风机出力特性与该区域风力资源情况得知，风速分布主要集中在 4.0m/s～11.0m/s风速段；风机满发时，占全年有效发电时间的10%。

风电场全年有10%的有效发电时间处于满发状态，大约876小时，110kV海底电缆输送容量为104MV A，按装机容量120MW，取功率因数cosΦ=1进行电量损失估算。

海上风电的若干关键技术综述

海上风电的若干关键技术综述海上风电是我国未来风电产业的重要发展方向，做好技术的研究与应用将直接关系到未来发展效果。

在本文中将就海上风电的若干关键技术进行一定的研究。

标签：海上风电；关键技术；综述一、引言在世界范围内能源需求量不断增加、环境污染情况愈发严重的背景下，对新的可再生清洁能源进行寻求可以说成为了现阶段最为重要的一项工作任务。

在风电事业不断发展的过程中，能够开发的陆地资源逐渐减少，同其相比，海上风场具有着更强的风能以及更为稳定的风力资源，且同时具有着噪声污染小以及土地资源占用率低的特点，并因此受到了各国的高度重视。

要想做好海上风电场的开发工作，技术的应用十分关键，需要做好相关技术的研究与把握。

二、海上风电关键技术（一）发电机设计在海上风电机组研制工作当中，其重要任务即在对风机利用率进行提升的基础上实现其维修率的降低，其维修率也将直接对风场经济效益产生影响。

在实际发电机设计当中，需要能够根据实际工作环境对电机结构类型进行确定。

对于双馈式发电机来说，其具有并网便捷、稳定性高以及风能利用率高的特点，但因齿轮箱的存在，使其在实际应用当中具有着较高的故障率。

直驱永磁同步发电机组取消了齿轮箱，具有着较高的可靠性以及电网功率因数，但在机舱空间方面则具有着较高的要求。

近年来，所开展的研究即在直驱发电机基础上对升速齿轮箱进行安装，以此实现对半直驱发电机的组成，能够在对风机故障率有效降低的基础上控制体积，能够更好的布置在机舱当中。

（二）叶片设计在额定容量下，风机在对应不同叶尖速比以及浆距角时都具有最大的风能捕获值。

对于海上风机来说，其通过大型叶片的应对具有较高叶尖速比进行获得，以此对风能的捕获量进行提升。

对于大型叶片来说，其在材料强度、质量以及刚度方面都具有着更高的要求，通过环氧碳纤维树脂的复合材料所制成的柔性叶片，则能够减轻约30%左右的重量，且能够根据实际海上风况变化情况对其空气动力型面进行改善，在对叶片受力状况以及空气动力响应的基础上增加风能的捕获量，且能够获得更高的运行可靠性，具有着较好的应用前景。

分频输电在海上风电并网应用中的前景和挑战

分频输电在海上风电并网应用中的前景和挑战王秀丽;张小亮;宁联辉;朱卫平;王锡凡【摘要】Through the comparison of three methods for the grid interconnection of offshore wind power, this paper pointed out the application prospects of fractional frequency transmission system (FFTS) in large-scale offshore wind power integration. Besides, this paper introduced the structure of fractional wind power system and the choice of inverter and showed the excellent performance of modular multilevel converter (M3 C ) as a new generation inverter. Moreover, this paper analyzed the influence of low frequency on the critical machines used in fractional offshore wind power system, which furtherly shows the feasibility, economical advantages and technological advantages of the fractional offshore wind power system. Finally, some economical and technological problems remaining unsolved of the fractional offshore wind power system were pointed out, which indicated the direction for further study.%通过比较3种风电并网方式，指出了分频输电系统（ FFTS）在大规模海上风电并网中的应用前景。

大规模海上风电并网方式的研究

大规模海上风电并网方式的研究沙志成;张丹;赵龙【摘要】在风力发电等可再生能源技术高速发展的潮流下,对比分析了适用于海上风电场的高压交流、常规高压直流和柔性直流输电3种并网方式.简要介绍了柔性直流输电的工作原理,详细说明了柔性直流输电技术在风电并网上的应用情况,并着重探讨柔性直流输电并网的经济性,认为柔性直流输电技术在海上风电传输领域有广阔应用前景.这对于满足我国清洁高效的能源利用有着显著的意义.%In the context of the rapid development of wind power and other renewable energy technology,this paper comparatively analyzes the three different modes of power transmission of off-shore wind farm: HAVC,LCC-HVDC and VSC-HVDC.The working principle of VSC-HVDC transmission system is introduced briefly;the application of VSC-HVDC technology in wind power grid integration is described in detail,emphatically its economy.It indicates that the application of VSC-HVDC in the field of off-shore wind power transmission has broad prospect and great significance of meeting the needs of clean and efficient energy use in China.【期刊名称】《电力与能源》【年(卷),期】2017(038)002【总页数】4页(P158-161)【关键词】海上风电;交流输电;常规直流输电;柔性直流输电【作者】沙志成;张丹;赵龙【作者单位】山东电力工程咨询院有限公司,济南 250013;山东电力工程咨询院有限公司,济南 250013;国网山东省电力公司经济技术研究院,济南 250002【正文语种】中文【中图分类】TM73相比于陆上风电，海上风电具有建设规模和机组单机容量大，靠近电力负荷中心，并网和消纳相对容易等特点.由于风机距离海岸较远，视觉干扰、噪声很小,海上风电还具有资源丰富、年利用小时数高、风速稳定、不占用土地资源、对生态环境影响较小等优势，在欧洲和美国等发达地区发展迅速。

海上风电项目开发流程与关键节点解析

海上风电项目开发流程与关键节点解析近年来，随着能源危机的日益加剧和对可再生能源的需求不断增长，海上风电项目的开发成为了当今能源行业的重要发展方向。

海上风电项目的开发不仅能够有效减少对传统化石能源的依赖，还能够为发展相关产业提供新的机会。

本文将对海上风电项目的开发流程和关键节点进行解析，以帮助读者更好地了解和把握这一领域的发展。

首先，海上风电项目的开发流程可以大致分为以下几个步骤：1.项目选址与开发准备：在这一阶段，需要选择适合建设海上风电项目的区域，并进行相关的环境评估和可行性研究。

同时，还需要着手进行有关的许可申请，如土地使用许可等。

2.风能资源调查与评估：对于海上风电项目来说，准确评估可利用的风能资源是十分关键的。

该阶段的工作包括风能资源测量、风能资源评估和风能地理信息系统的建立等。

3.设计与工程规划：在该阶段，需要进行风机的选型和技术规划。

设计把握好关键节点，确保风机的选型适合项目的特点和环境，同时进行风机基础设计及海上设备选型。

4.土建施工与海上设备安装：在这一阶段，需要进行土建施工工作，包括风机基础工程和海上设备的安装。

施工过程中需要精确掌握关键节点，确保施工质量和进度。

5.并网调试与运营：当海上风电项目的设备安装完毕后，需要进行并网调试和运营工作。

并网调试主要包括电缆敷设、系统调试和各项安全检测等。

运营阶段需要进行日常维护与管理，保障项目的长期运行稳定。

在海上风电项目的开发过程中，有一些关键节点需要特别关注。

首先是选址阶段，选择适合建设海上风电项目的区域十分重要，需要考虑诸如风能资源、水深、冰情等因素。

选址阶段的科学准确可以为后续的开发工作奠定良好的基础。

其次是设计与工程规划阶段，这一阶段的设计决策将直接影响到项目的成本和效益。

在设计把握中，需要充分考虑项目的特点和环境，确保风机的选型与设备的安装适应项目要求。

同时，对于海上工程施工节点的把握也非常关键，需要合理划分时间，并确保施工质量和工期的控制。

深远海风并网三种输电技术比较

深远海风并网三种输电技术比较利用远海风能是海上风电未来发展的重要趋势，德国、英国等海上风电大国都已布局深远海域风电项目。

欧洲、美国及日本远海风电可开发资源储量丰富，并且占海上总可开发资源的比例均超过60%。

从风资源分布上来看，根据国家气候中心研究结果显示，我国海域5~50米水深、70米高度海上风能储量约5亿千瓦，而50米水深以上的深水区域风能储量约为13亿千瓦，占比超过60%，远高于浅水区域。

（按照国际通用惯例以及实际工程经验，一般认为水深大于50米为深海风电，场区中心离岸距离大于70千米为远海风电）。

全球远海风电储量与近海风电场相比，深远海风电场的送出通道与并网方式面临更严苛的要求。

大容量海上风电远距离送出是深远海风电开发利用的关键环节。

目前主要有三种输电技术可以实现海上风电并网：高压交流（high voltage alternating current, HVAC）送出、高压直流（high voltage direct current, HVDC）送出以及分频输电（fractional frequency transmission system,FFTS）送出技术。

HVAC的海上风电送出基于高压交流输电技术（HVAC）的海上风电送出方案仍然是目前并网的主要方式。

海上风机输出工频电能经海上升压站汇集升压后，由工频交流电缆送出并最终接入陆地电网。

海上风电HVAC并网方式工频高压交流送出方式结构相对简单、技术成熟、工程经验丰富，但由于电缆充电电流和充电功率的限制，传输距离有限，且电压等级越高，充电电流越大，一般只适用于离岸小于70 km、容量小于400MW的近海风电场送出。

在电缆两端进行无功补偿是延长电缆输送距离的有效手段之一，但技术上由于电缆载流量的约束，无功补偿容量有限。

若想进一步延长输送距离，需要换用截面积更大的电缆或在海上增设无功补偿站进行中端补偿。

目前世界上采用HVAC并网且离岸最远的海上风电场是位于英国北海地区的Hornsea ProjectOne。

海上风电项目并网运行与电力市场交易

海上风电项目并网运行与电力市场交易海上风电项目的并网运行与电力市场交易随着对可再生能源的需求不断增加，海上风电项目作为一种具有巨大潜力的清洁能源形式，受到了广泛关注。

然而，海上风电的并网运行与电力市场交易是该领域面临的挑战之一。

本文将探讨海上风电项目的并网运行和电力市场交易所涉及的重要问题。

首先，海上风电项目的并网运行是指将发电设备与电力系统进行连接，实现电能的双向传输。

并网运行涉及多个环节，包括建设、运维和管理。

在建设阶段，需要选择适合的风电设备，并进行安装和调试。

同时还需建设适当的输电线路和变电站等基础设施。

在运维和管理方面，海上风电项目需要考虑设备的维护和修理以及遇到的突发事件的处理。

此外，还需要制定并执行相关的运行和管理规范。

海上风电项目的并网运行面临的一个关键问题是如何解决输电线路长、损耗大的挑战。

由于海上风电项目位于海上，输电线路长度往往较长，存在较大的电能损耗。

为了降低损耗并提高能源传输效率，需要采取措施如使用高压输电技术、降低线路电阻、改善导线材质等。

此外，对于交流和直流电力系统的选择也需进行评估和分析，以确定适合海上风电项目的并网模式。

另一个关键问题是海上风电项目的电力市场交易。

电力市场交易是指将发电设备产生的电能与消费者进行交易，实现经济效益的分配。

对于海上风电项目来说，电力市场交易的一个重要问题是如何确保风电发电量的准确计量与验证。

由于海上风力资源的不稳定性和风电设备的特性，风电发电量的准确计量与验证是关键的挑战。

一个可能的解决方案是利用先进的测量技术，如激光雷达和测风塔等设备，对海上风电项目的发电量进行实时监测和测量。

另外，海上风电项目的电力市场交易还面临其他问题，如交易定价和市场竞争等。

由于海上风电项目的建设和运营成本较高，定价是一个关键因素。

传统的定价模式可能需要进行调整，以更好地考虑到海上风电项目的特殊性。

此外，海上风电项目还需要面对竞争市场中其他能源形式的竞争。

政府可以通过制定支持政策来为海上风电项目创造有利的市场环境，鼓励其发展。