海上风电并网技术
海上风电场并网方法探析
海上风电场并网方法探析摘要:风力资源丰富、风力稳定、干扰小等优点，海洋风电已成为风力资源开发和应用的一个重要方向。
比较分析风电并网的高压AC、传统的HVDC、HVDC 和HVDC- Flexible三种不同的并网模式，重点讨论FDC等具体并网方案以及适合于海上风电的DC换流站拓扑结构。
关键词：海上风电高压交流输电常规高压直流输电柔性直流输电1海上风力发电传输方案1.1HVAC并网方式由于风力发电规模较小，离岸距离较短，因此HVAC的应用较为广泛。
高压直流并网技术成熟、结构简单、成本低是其最大的优势。
HVAC的电力系统采用的是AC缆线，在进行AC电力输送时，会造成电容式的无功损失，由于电力系统中电力系数很低，从而导致实际交流电缆的传输能力下降。
随着传输距离增大，这一情况也越来越明显。
为此，必须在线路两侧变电所加装大容量电感无功功率，这不仅会提高传输费用，还会增大电力系统的容量，加剧变电所的施工难度。
根据国外风电厂的发展计划，风电机组装机规模将不断扩大，其中大中小型风电机组的装机规模都在200兆瓦乃至1000兆瓦。
由于风电机组距离负载距离较大，因此风电机组最大供电网络为低电压配电网络，因此R/X比值较高，短路容量较小，而采用HVAC并网模式所需短路容量较大，从而限制风电机组的容量。
另外，HVAC并网模式也要求风力发电和地面电力设备之间的联系，如果风电设备出现问题或者是设备出现问题，都会对电力设备造成影响。
由于风电机组装机容量和离岸距离的加大，HVAC的运行成本和运行稳定性都会下降，使得HVAC在远程、高负荷的风电机组中的使用受到限制。
1.2 LCC-HVDC并网方式LCC-HVDC诞生于50年代，经历了50多年的发展历程，目前已在陆地传输中得到广泛运用。
由于其适用距离远、传输容量大、易于控制和调整等特点，在风电机组的并网中具有良好应用前景。
采用LCC-HVDC技术实现的近海风力发电由电力变压器、无功补偿装置和交流滤波器组成，可控硅换流器、直流电抗器、直流滤波器、直流电缆、辅助电源设备、控制与防护设备。
《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升，海上风电作为清洁可再生能源的重要来源，受到了越来越多的关注。
然而，海上风电并网运行的可靠性问题，一直是制约其大规模应用和发展的关键因素。
本文旨在分析海上风电并网运行的可靠性问题，并综述提升关键技术的相关研究。
二、海上风电并网概述海上风电是指利用海洋风能资源进行发电的技术。
由于海洋风能资源丰富、风速稳定，海上风电已成为全球能源发展的重要方向。
然而，海上风电并网运行涉及多个环节和复杂因素，包括风电机组、输电线路、电网调度等，这些因素都可能影响并网的可靠性。
三、海上风电并网可靠性分析（一）风电机组可靠性分析风电机组是海上风电并网的核心设备，其可靠性直接影响整个系统的运行。
风电机组的可靠性主要受制于设备质量、维护管理、运行环境等因素。
设备质量是基础，需要采用先进的技术和材料制造；维护管理是关键，需要定期进行检修和维护；运行环境是挑战，需要应对复杂的海洋环境和气候条件。
（二）输电线路可靠性分析输电线路是海上风电并网的重要组成部分，其可靠性主要受制于线路质量、维护管理和自然灾害等因素。
线路质量需要满足高电压、大容量的要求；维护管理需要做到及时、有效；自然灾害如台风、海啸等会对线路造成严重破坏，影响其可靠性。
（三）电网调度可靠性分析电网调度是海上风电并网运行的重要环节，其可靠性主要取决于调度系统的智能化程度和调度策略的合理性。
智能化程度越高，能够更好地应对风电的波动性和不确定性；调度策略越合理，能够更好地协调风电与其他电源的关系，确保电网的稳定运行。
四、提升关键技术综述（一）风电机组技术提升针对风电机组的可靠性问题，需要从设备制造、维护管理等方面进行技术提升。
例如，采用先进的材料和制造技术提高设备质量；利用远程监控和智能诊断技术实现设备的远程维护和管理；通过优化设计提高设备的抗风能力和耐腐蚀性能等。
（二）输电线路技术提升针对输电线路的可靠性问题，需要从线路设计、施工和维护等方面进行技术提升。
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。
海上风电并网关键技术及标准研究分析
海上风电并网关键技术及标准研究分析我国海上风能资源丰富、利用小时数高，近海可开发量超过7.5亿千瓦。
陆上风电开发放缓，海上风电将在我国清洁能源开发中扮演愈发重要的角色。
课题名称：海上风电场送电系统与并网关键技术研究及应用（2013AA050601）所属项目：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 。
起止时间：2013年02月28日-2017年02月27日课题总体目标：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，建设用于海上风电场集电及送出系统的海缆过电压和保护试验平台，开发出具有自主知识产权的海上风电功率预测、远程集群控制和安全防御系统，并实现示范应用。
高压交流海缆电容效应明显，多无功源协调控制复杂，电压精准控制难。
研究海上风电场复杂电气环境下的无功/电压分布特征，以电压波动最小和场内有功损耗最小为两阶段控制的优化目标，制定基于预决策+再决策相结合的无功电压精准控制策略，实现运行电压控制精度提高，平均网损降低30%。
（1）海上风电场无功电压精准控制LC αω=211cos U k lU α==首端末端通过协调分配各台风电机组和动态无功容量，优先发挥风电机组无功调节能力，提出基于场内多无功源的机/场双层无功协调故障穿越控制策略，故障期间提高了暂态支撑能力，故障切除后过电压得到有效抑制。
（2）海上风电场分层自治的故障穿越控制技术故障期间：低电压穿越机组层：退出crowbar，转子电流P、Q分量协调控制场站层：STATCOM和机组无功协调分配故障切除后：高电压穿越STATCOM输出感性无功，平衡过剩无功。
提出了基于统计模型与CFD流场预计算物理模型结合的多模型组合海上风电功率预测方法，提高海上风电功率预测精度3%（平均绝对误差由12%降至9%）。
提出了海上风电场大风切出条件下不同等级的台风预警指标。
开发了海上风电功率预测与台风预警系统。
（3）海上风电高精度预测和台风预警建立以海上风电场并网方案为基础的涵盖海上升压站、二次系统的标准化平台设计方案。
海上风力发电机组的电网接入技术及智能化调度
海上风力发电机组的电网接入技术及智能化调度近年来，清洁能源的重要性已经被广泛认识和重视。
作为一种环保、可再生的能源形式，风力发电在世界各地得到了大力推广。
而海上风力发电机组作为风力发电的一个重要组成部分，其电网接入技术及智能化调度也显得尤为重要。
一、海上风力发电机组的电网接入技术海上风力发电机组的电网接入技术是指将海上风力发电机组所产生的电能与陆地电网相连接的技术。
其中最为关键的环节是海上风力发电机组与陆地电网之间的电力传输。
1. 直流输电技术直流输电技术是实现海上风力发电机组与陆地电网之间电力传输的一种方法。
该技术能够有效降低输电损耗，提高输电效率。
利用换流站将海上风力发电机组产生的交流电转换为直流电，再通过海底高压直流输电线路将电力传输到陆地，最后在陆地进行换流将电能转为交流电，接入至电网中。
2. 交流输电技术交流输电技术是另一种实现海上风力发电机组与陆地电网之间电力传输的方法。
该技术利用交流电在输电中的优势，采用海底电缆将电能传输到陆地，然后通过变电站将电能转换为适合接入电网的交流电。
无论是直流输电技术还是交流输电技术，都需要考虑海洋环境复杂、海洋天气恶劣等特点。
因此，在实际应用中，需要采用防腐蚀、抗震、耐环境等特殊材料和设计，以确保电力传输的可靠性和安全性。
二、海上风力发电机组的智能化调度智能化调度是指利用先进的信息技术和智能化管理系统，对海上风力发电机组的运行进行优化和调度，以提高风力发电的效益。
1. 数据监测与分析通过在海上风力发电机组中设备传感器，可以实时监测风速、气温、转速、温度等重要参数。
这些数据将通过网络传输至智能化管理系统，进行实时分析和统计。
通过对数据的分析，可以了解风力发电机组的运行状态和性能指标，及时发现问题，并采取相应的措施进行调整。
2. 预测与优化通过利用气象数据和历史运行数据，结合数据分析的结果，可以进行短期和长期的风力发电功率预测。
这样可以提前做好发电计划和调度安排，优化风力发电机组的运行调度，提高发电效率。
《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与环保意识的增强，海上风电作为清洁、可再生的能源方式，受到了越来越多的关注和投资。
然而，海上风电并网所涉及的复杂环境和系统可靠性问题，成为了制约其大规模应用的关键因素。
本文旨在全面分析海上风电并网可靠性，并就提升关键技术进行综述，为相关领域的研究和实践提供参考。
二、海上风电并网概述海上风电是指利用海洋上的风力资源发电的装置。
其与陆地电网的连接称为并网。
海上风电并网不仅有助于缓解能源压力，而且对于促进绿色低碳发展具有重要意义。
然而，由于海洋环境的特殊性，海上风电并网面临一系列技术挑战，包括设备的防腐蚀、抗风浪能力以及与陆地电网的可靠连接等。
三、海上风电并网可靠性分析1. 海洋环境影响：海洋环境中的盐雾、潮汐和极端气候等因素会对风电设备的电气性能和机械结构造成严重影响，从而影响并网的可靠性。
2. 设备质量与维护：风电设备的制造质量、安装工艺以及后期的维护保养，对并网的可靠性具有决定性影响。
3. 电网连接技术：电网连接技术是海上风电并网的关键环节，包括电缆的选择、铺设和保护措施等。
如果电网连接技术不当，可能会导致电缆断裂、电涌等问题，从而影响并网的可靠性。
四、提升海上风电并网可靠性的关键技术1. 设备设计与制造技术：通过采用高防腐、高耐候性的材料和先进的设计制造技术，提高风电设备的耐久性和可靠性。
同时，应考虑设备的可维护性，以便于后期的检修和维护。
2. 先进控制系统：采用先进的控制系统，实时监测风电设备的运行状态和环境参数，实现自动预警和智能控制，从而提高并网的可靠性。
3. 高效电网连接技术：研发高效、安全的电网连接技术，包括高强度电缆材料的选择、先进的铺设技术和保护措施等。
同时，应考虑采用柔性直流输电等技术，提高电网的稳定性和可靠性。
4. 故障诊断与预测技术：通过数据分析和人工智能等技术手段，实现对风电设备故障的快速诊断和预测，以便及时采取措施进行维修和更换，避免故障对并网可靠性的影响。
海上风电项目的电网并网审批与接入流程
海上风电项目的电网并网审批与接入流程随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，海上风电成为了发展清洁能源的重要方向。
海上风电项目的建设涉及到许多环节，其中电网并网审批与接入流程是项目推进过程中的关键一环。
本文将详细介绍海上风电项目的电网并网审批与接入流程。
首先，在海上风电项目中，电网并网指的是将风电项目选址的电力输配网与国家电网系统进行连接，实现电力的输送和交换。
电网并网的审批与接入流程通常由以下几个阶段组成：1. 项目选址阶段：海上风电项目的选址是审批与接入流程的起点。
选址阶段需要充分考虑风能资源、水深情况、地理环境以及相关政策和法规的要求。
项目方需提交选址方案、环境评估报告等文件，进行评估和审批。
2. 并网申请阶段：项目选址确定后，项目方需要向国家能源主管部门提交并网申请。
并网申请包括项目概况、技术参数、电网接入方案、风电场规模等内容。
申请材料需要详细描述风电场的运行机制、电网接入方式以及可行性分析等信息。
3. 电网审查与评估阶段：国家能源主管部门会对并网申请进行审查与评估。
审查内容包括风电场的技术可行性、电网接入能力、对国家电网运行的影响等。
国家能源主管部门可能会与项目方进行几轮的技术沟通与洽谈，以确保项目的可行性和安全性。
4. 并网协议谈判阶段：在电网审查与评估通过后，项目方和国家电网运营商需进行并网协议的谈判。
谈判内容包括电网接入条件、输电线路建设、电力购售价格等。
双方需达成一致并签订正式的合同。
5. 施工建设阶段：项目方根据并网协议开始进行风电场的施工建设。
施工建设包括风机安装、电缆敷设、变电站建设等。
在施工过程中，需遵守相关环保和安全法规，并与国家电网运营商密切合作，确保工程进展顺利。
6. 并网调试与验收阶段：风电场建设完成后，需要进行并网调试和验收。
调试过程包括并网运行试验、电力负荷平衡等。
一旦调试通过并顺利接入国家电网系统，项目方才能正式开始发电和运营。
总结起来，海上风电项目的电网并网审批与接入流程是一个复杂而严谨的过程，需要项目方与国家能源主管部门、电网运营商等多个方面的密切合作与协调。
海上风电项目并网接入方案研究与电力系统调整
海上风电项目并网接入方案研究与电力系统调整随着能源需求的增长和对可再生能源的关注，海上风电发展成为重要的能源领域。
然而，由于海上风电项目的特殊性，如资源获取困难、施工复杂等问题，海上风电项目的并网接入以及电力系统调整面临一定的挑战。
因此，本文将针对海上风电项目的并网接入方案以及相应的电力系统调整进行研究。
首先，针对海上风电项目的并网接入方案，我们需要考虑以下几个方面。
首先，需要进行资源评估和选择合适的风机类型和位置。
海上风电项目的成功与否很大程度上取决于风能资源的充足性和稳定性。
因此，在进行并网接入的研究之前，需要对风电资源进行详细评估，包括风速、风向等参数，并选择合适的风机类型和位置。
其次，需要考虑海上风电项目的电力输送和传输问题。
由于海上风电项目距离陆地较远，因此需要建设海底电缆来输送从风机发电产生的电力。
在设计并网接入方案时，需要充分考虑电缆的敷设、容量及输电损耗等因素，并确保电力的稳定传输。
此外，还需考虑电缆的维护和修复等问题，以保障风电项目的可持续性发展。
接下来，还需要对海上风电项目的电力系统进行调整。
由于海上风电项目的并网接入将导致电力系统结构的改变，因此需要对电力系统进行相应的调整。
首先，需要进行电力系统规划和扩容，确保系统能够容纳海上风电项目的并网电力。
其次，需要进行电力系统稳定性分析和支撑研究，以确保并网后的电力系统仍能够保持稳定运行。
此外，还需要进行电力市场和电价政策的研究，以促进海上风电项目的发展。
最后，还需要考虑海上风电项目的环境影响和社会接受度问题。
海上风电项目的建设对海洋生态环境和渔业资源等产生一定的影响，因此需要进行环境影响评估，并采取相应的环境保护措施。
此外，还需要进行社会调查和参与，加强与当地居民和利益相关方的沟通与合作，提高项目的社会接受度。
综上所述，海上风电项目的并网接入方案研究与电力系统调整是推动海上风电发展的重要工作。
通过对资源评估、电力输送、电力系统调整以及环境影响等方面的研究，可以为海上风电项目的顺利并网接入提供可行性方案，进一步推动可再生能源的发展，实现能源结构的低碳化和可持续发展。
《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。
《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境保护意识的提升，海上风电作为清洁能源的重要组成部分，其发展势头迅猛。
然而，海上风电并网运行面临着诸多挑战，其中并网可靠性问题尤为突出。
本文旨在分析海上风电并网可靠性的现状及影响因素，并综述提升关键技术的研究进展。
二、海上风电并网可靠性的现状与挑战1. 现状分析海上风电并网可靠性是指风电场与电网系统连接后，能够稳定、高效、安全地输送电能的能力。
当前，随着技术的进步和规模化发展，海上风电并网在全球范围内得到了广泛应用。
然而，由于海况复杂、设备维护困难等因素，其并网可靠性仍面临诸多挑战。
2. 挑战因素（1）自然环境因素：海上的风浪、海流、台风等自然因素对风电设备的运行造成很大影响。
（2）设备因素：风电设备的制造质量、维护保养等直接影响并网运行的可靠性。
（3）技术因素：并网控制技术、保护技术等还需进一步发展和完善。
（4）管理因素：包括运维管理、故障诊断等环节的不足也可能导致并网可靠性的降低。
三、海上风电并网可靠性影响因素分析1. 设备选型与制造高质量的设备是保证并网可靠性的基础。
应选择具有良好抗风浪、耐腐蚀等特性的设备，并确保制造过程严格遵循质量标准。
2. 并网控制技术包括变频技术、无功补偿技术等，对于确保风电场与电网系统的稳定连接具有重要意义。
3. 保护技术保护技术能够及时发现并处理故障，防止故障扩大，保障电网系统的安全稳定运行。
4. 运维管理建立健全的运维管理体系，包括定期检查、维护保养、故障诊断等环节，是提高并网可靠性的重要保障。
四、提升海上风电并网可靠性的关键技术1. 先进设备选型与制造技术采用高强度、耐腐蚀的材料，提高设备的抗风浪能力，确保设备在恶劣的海况下仍能稳定运行。
2. 智能并网控制技术利用先进的控制算法和传感器技术，实现风电场与电网系统的智能并网，提高并网效率和控制精度。
3. 故障诊断与预测技术通过数据分析、机器学习等技术，实现对设备故障的快速诊断和预测，及时采取维修措施，避免故障扩大。
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。
海上风电输电与并网关键技术研究
海上风电输电与并网关键技术研究摘要：风力发电是可再生能源利用领域中技术最成熟，最具商业化发展潜力的发电方式之一。
由于海上具有风资源丰富的特点，且目前全世界海上风电开发工程应用的需求迫切，大规模海上风电的输电与并网问题成为风电发展和研究的热点方向。
关键词：海上风电；功率传输；海上变电站；风电功率预测；集群控制1海上风电输电技术1.1高压交流输电技术根据相关研究显示，风电场额定容量在400MW以内，离岸距离在70km之内可考虑采用高压交流输电传输方式，但HVAC对于长距离、大容量输电存在以下问题：①传输相同有功功率，交流输电线路的工程造价和功率损耗比直流输电线路增长的快；②海底电缆的电容效应会产生大量的无功功率，降低了电缆的有效负荷能力，并抬升了电网电压，且难以在海底输电电缆中间进行无功补偿；③采用交流传输方式后，海上风电场和陆上电网任何一方的故障都会直接影响到另一方，对系统的安全运行不利。
海上风电场采用交流输电技术需要考虑海上风电并网的电能质量问题，主要包括电压波动与闪变、谐波、电压三相不平衡、频率偏差、电压偏差等。
此外，由于电网和风电场之间的影响是相互的，当电网电压发生跌落或骤升时，也会对海上风电场的安全运行造成影响，这就要求海上风电场必须具备故障穿越能力。
1.2高压直流输电技术当海上风电的离岸距离超过70km甚至更远，采用高压交流输电将不能满足大容量、远距离海上风电输送的需求。
高压直流输电具有输送距离远、运行调控灵活等优点，适用于输电距离更远的海上风电的并网，成为未来海上风电输送的研究热点。
HVDC输电技术主要分为基于晶闸管电网换相器的LCC-HVDC技术(传统直流输电技术)和基于电压源换流器的VSC-HVDC技术(柔性直流输电技术)。
与LCC-HVDC技术相比，VSC-HVDC技术不存在换相失败问题，可为无源系统供电，独立调节有功功率和无功功率，谐波水平低，适合构成多端直流输电系统。
目前世界上采用直流输电的海上风电场均采用VSC-HVDC技术。
《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调整与绿色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，其发展势头日益强劲。
然而，海上风电并网运行过程中所面临的复杂环境与系统稳定性问题，对风电并网的可靠性提出了更高的要求。
本文旨在分析海上风电并网过程中的可靠性问题，并就提升关键技术进行综述。
二、海上风电并网现状及挑战2.1 海上风电发展现状近年来，随着海洋工程技术的进步和风电设备制造水平的提高，海上风电在全球范围内得到了快速发展。
我国沿海地区风能资源丰富，海上风电开发潜力巨大。
然而，由于海洋环境的复杂性和多变性，海上风电并网运行面临着诸多挑战。
2.2 并网可靠性挑战海上的特殊环境，如风浪、海流、盐雾等，对风电设备的正常运行和维护带来了极大挑战。
同时，海上风电场的并网运行涉及到的电网结构复杂，不同风电场之间的协调控制难度大，这都对并网可靠性构成了威胁。
此外，随着风电在电网中占比的增加，其随机性和波动性对电网的稳定运行也提出了更高的要求。
三、海上风电并网可靠性分析3.1 影响因素分析海上风电并网可靠性受多种因素影响，包括风电机组本身的性能、海洋环境条件、电网结构及运行控制策略等。
风电机组的性能直接决定了其并网运行的可靠性；而海洋环境条件如台风、海啸等极端天气事件则可能对风电设备造成直接破坏；电网结构的复杂性和运行控制策略的合理性也对并网可靠性有着重要影响。
3.2 可靠性评估方法针对海上风电并网可靠性，目前常用的评估方法包括概率评估法、物理建模法以及基于实测数据的评估方法等。
这些方法各有优缺点，可以相互补充，用于全面评估海上风电并网的可靠性。
四、提升海上风电并网可靠性的关键技术4.1 先进的风电机组技术提升风电机组的性能是提高并网可靠性的关键。
通过采用先进的风电机组设计制造技术、智能控制策略以及高可靠性材料等，可以有效提高风电机组的抗风浪能力和长期运行稳定性。
4.2 电网侧优化技术在电网侧，通过优化电网结构、提高供电能力、实施灵活的运行控制策略等措施，可以增强电网对风电的接纳能力，提高并网运行的稳定性。
海上风电并网技术
离海岸较远的风电场(或者容量较大的风电场 离海岸较远的风电场 或者容量较大的风电场) Wind farms with higher distance from 或者容量较大的风电场 shore (or very high capacity): • 使用基于VSC的高压直流输电（HVDC-VSC）线路并网
来源: ABB
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session 12
自换向变频器– 自换向变频器 两电平
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session
1
海上风电并网技术
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session
2
海上风力发电– 德国现状 海上风力发电
• 目前，有一个海上风电场已经投入运行:
First HVDC-VSC connection (400 MW) has been constructed and is in testing phase (Borwind/Bard 1 wind farm)
• 一个容量为8 000 MW的海上风场正处于详细规划阶段
8 000 MW of offshore wind farms are in detailed planning stage
大规模海上风电输电与并网关键技术研讨
大规模海上风电输电与并网关键技术研讨摘要：风能是我国目前主要发展的新能源项目之一，可有效缓解传统发电技术所带来的高能耗、高污染等问题，对我国社会经济的发展有重要的推动作用。
我国具有丰富的海上风能资源，给海上风电输电与并网技术的发展提供了有利的条件。
需要相关人员加大技术研究力度，为海上风能输电与并网的发展提供技术保障。
本文主要针对大规模海上风电输电与并网关键技术进行简要研讨，仅供参考。
关键词：大规模；海上风电；输电；并网；关键技术在科学技术的推动下，我国的风能发电技术取得了显著的成绩，推动了风电产业的发展。
虽然陆地风电事业发展较快，但受风能资源以及土地的限制比较强，其市场已基本饱和，使人们将注意力转向海上发电。
我国拥有辽阔的海域以及漫长的海岸线，其海上风能资源十分丰富，具备广阔的发展前景。
与陆地风力发电相比，海上风力发电具备较强的优势。
例如，摆脱了空间的限制，可以使用大型号的发电机组，可有效增加发电量，满足更多用户的用电需求，从而实现经济效益和社会效益。
另外，也存在一些不足之处，海上条件要更复杂、更危险，在无形中提高了施工难度，大量增加工程造价。
同时，将风电大规模并网，会因为输电质量问题而影响电力系统的安全性，对电力企业的发展会造成影响。
1海上风电输电技术1.1海上风电交流故障穿越技术基于交流输电系统的海上风电故障穿越技术可分为低电压穿越和高电压穿越。
目前国标GB/T19963—2011对风电场的低压穿越技术要求做出了规定，但对风电场高电压穿越，国内还没有相关的运行标准。
总的来说，当电网电压故障程度较轻时，可通过改进风机变流器的控制策略实现不脱网运行；当电网故障程度较重时，可通过增加辅助的硬件设备（如Crowbar、Chopper等）与改进控制策略相结合的方式实现风电机组的故障穿越。
对于风电场的故障穿越，相关文献进行了详细的梳理与总结，这里不再赘述。
在海上风电穿透功率逐渐增大的背景下，风机自身及相关设备的控制及其与系统之间的相互影响等方面的相关研究还有待进一步深入。
海上风电并网可靠性分析及提升关键技术综述
海上风电并网可靠性分析及提升关键技术综述海上风电并网可靠性分析及提升关键技术综述一、引言随着全球能源需求的增长和对环境保护的要求，新能源逐渐成为各国发展战略的重点。
作为一种绿色、可再生的清洁能源，风能在全球范围内得到了广泛的应用和发展。
尤其是海上风电作为一种具有巨大潜力的清洁能源形式，在近年来得到了越来越多的关注和投资。
海上风电的发展具有诸多的优势，包括风能资源丰富、发电效率高、碳排放较低等。
同时，与陆上风电相比，海上风电还具有风速稳定、视觉污染小、土地利用率低等优点。
然而，由于海上风电场的风力资源具有不确定性，且远离陆地，风电场的并网可靠性成为了制约其发展的一个重要因素。
二、海上风电并网现状海上风电并网是指将海上风力发电机组的电能输送到陆地电网中。
由于海上风电场通常位于距离岸线较远的海域，传统的并网方式无法满足需求，因此需要采用直流输电技术。
当前，全球范围内主要采用的海上风电并网技术为海底电缆输电，并网方式通常为点对点、集中式，并通过高压直流输电线路将发电机组的电能输送到陆上的变电站，并转换为交流电后注入电网。
然而，由于海上风电场所面临的环境条件恶劣、远离岸线，以及电气设备暴露在海洋环境下的长期浸泡等因素，导致海上风电并网系统面临许多可靠性挑战。
这些挑战主要包括输电线路的可靠性、变电设备的可靠性、通信系统的可靠性、监测系统的可靠性等。
因此，提升海上风电并网系统的可靠性成为了当前研究的热点和挑战。
三、海上风电并网可靠性分析方法为了综合评估海上风电并网系统的可靠性，研究人员采用了多种可靠性分析方法。
常用的方法包括故障树分析、事件树分析、可靠性块图分析等。
这些方法可以从不同的角度对系统进行分析，并找出可能的故障和单点失效。
故障树分析方法是一种采用逻辑门进行分析的方法，可以将系统的故障事件分解为基本的逻辑事件，并通过逻辑关系进行组合，最终得到系统故障的概率。
事件树分析方法是一种从事件的发生开始，通过逻辑关系推导出不同事件发生的概率，最终得到系统发生某个事件的概率。
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。
海上风电增长迅速，并网输送如何解决？
海上风电增长迅速，并网输送如何解决？海上风电是世界风电未来发展的重要方向，本文总结了世界海上风电的发展现状、我国海上风电发展环境及行业进展，归纳了海上风电的全球性发展趋势；从海上风电场单场典型并网、大规模海上风电集群送出两类典型情景出发，梳理了相关技术特征及其代表性应用。
在凝练我国海上风电并网送出面临问题的基础上，文章提出了我国海上风电并网的整体发展策略，并就两类典型情景的送出方案开展适应性分析和评价。
一、前言海上风电是世界风电发展的重要方向。
从 2010 年到 2020 年，全球海上风电年均增长速度近30%。
到2020 年年底，全球已投运的海上风电累计装机容量达到35.2 GW，其中2020 年新增装机容量为6.07 GW，连续保持高增长态势。
根据国际可再生能源机构（IRENA）预测，未来海上风电有望保持高速发展态势，2050 年世界海上风电装机容量可达 1000 GW。
从世界海上风电建设与规划来看，由于离岸距离大于 100 km、水深超过50 m 的深远海域具有更为丰富的海域和风能资源，海上风电未来将呈现规模化、集群化、深远海化的特点。
以德国、英国为代表的欧洲海上风电技术强国已率先布局深远海风电。
相比陆上风电，海上风电的并网送出工程更为复杂；离岸距离越远的项目，并网送出工程的成本越高，且不同的并网送出方案也会影响项目的收益。
经济高效地解决大规模海上风电并网送出问题成为海上风电建设面临的核心挑战之一。
我国海上风电正在进入快速发展阶段，2020 年新增装机容量超过3 GW（占世界新增装机容量的50%），海上风电累计装机容量位列世界第二（见图 1、图 2）。
随着碳达峰、碳中和目标的提出，我国新能源发展面临重要的历史性机遇，构建以新能源为主体的新型电力系统成为迫切要求，海上风电及其并网送出发展前景可期。
结合近年来海上风电高速发展态势，针对新型电力系统发展亟需，本文开展我国大规模海上风电并网送出策略研究。
基于自启动系统的海上风电并网技术
基于自启动系统的海上风电并网技术
王亮;刘亚南;柳强;喻建;杨春;曹佳伟;吴熙
【期刊名称】《电力电容器与无功补偿》
【年(卷),期】2024(45)2
【摘要】针对目前海上风电项目建设存在并网周期长的问题,提出了一种自启动的风机并网方法,并基于该方法开发了一套风机并网调试自启动装置。
该装置可以安装在海上升压站平台上,在大电网电源送达海上升压站前,通过海缆为风机提供稳定电源,在此期间提前完成风机各项调试与并网工作。
待正式电源送达海上升压站后,风机直接并网,大幅缩短海上风电项目建设工期,帮助风机提前并网发电,创造可观的经济价值,并能够加速清洁能源并网,助力“碳达峰,碳中和”的能源环境战略目标实现。
目前,该技术已在江苏如东多个海上风电场落地应用,现场试验数据验证了研制系统和所提方法的先进性与有效性。
【总页数】7页(P134-140)
【作者】王亮;刘亚南;柳强;喻建;杨春;曹佳伟;吴熙
【作者单位】江苏方天电力技术有限公司;中广核工程有限公司;东南大学电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM6
【相关文献】
1.基于VSC-HVDC的海上风电并网系统的控制器设计
2.肩负国家海上风电技术研发使命打造中国海上风电发展的主力军——专访中船重工(重庆)海装风电设备有限公司董事长杨本新
3.基于VSC-MTDC的大规模海上风电并网系统协调下垂控制方法
4.基于频率耦合阻抗模型的海上风电并网系统振荡稳定性分析
5.基于故障录波的海上风电经柔直并网系统阻抗分析方法
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多电平 Multi-Level
两电平 Two-Level
来源: Siemens
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session 15
VSC的无功功率容量 –轻型高压直流输电
海上风电并网技术
Grid Integration of Offshore Wind Generation
Ing. Markus Pöller 博士 DIgSILENT GmbH
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session
• 输电电缆长度由充电电流决定 Length of cable transfer limited by charging currents • 150kV/800mm^2 电缆: 1,6 Mvar/km
150kV/800mm^2 cable: 1,6 Mvar/km
• 需要无功补偿 (若电缆长度较短，可安装在一侧；若电缆长度较长，可 安装在两侧)
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session
8
使用HVDC-VSC技术并网
Land-side
Sea-side
风电场 2
风电场1
陆地侧
Largest installed link for offshore wind applications: 400MW (Bard 1 wind farm)
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session
High Q consumption of both rectifier and inverter
与交流电网强度无关
Independent from the strength of AC network
短路容量对其运行的影响较大
Short-Circuit capacity of network is important for operation
Forecast 5 000 MW-7 500MW of offshore wind farms until 2015 (Round 1 and Round 2 projects)
• 在项目发展的各个阶段，将达到45 000 MW 装机容量(包括 Round 3 项 目).
Up to 45 000 MW in various stages of project development (including Round 3 projects).
来源: ABB
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session 12
自换向变频器– 两电平
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session
16
自换相/线换相变频器 Self/Line-Commutated Converters
3
海上风力发电– 英国现状 • 目前，装机容量约1GW的海上风电场正在运行 (Round 1)
Currently, around 1 GW of installed offshore wind capacity in operation (Round 1)
• 预计 到2015年，将建成5 000 MW-7 500MW 海上风电场 (Round 1 和-VSC Technology
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session
11
VSC 技术 – 主要组成部件
• • • • • •
谐波含量高，需要大的滤波器
High Harmonic contents, large filters required
Q可以由变频器控制/提供
Q can be controlled/provided by the converters
•
• • • •
整流器和逆变器都需要消耗大量无 功Q
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6
HVAC电缆线路
并联电抗器
Shunt Reactors
陆地侧
Land-side
深海侧
电缆线
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4
风电场并网技术 Technologies for Wind Farm Connection
13
自换向变频器– 多电平
来源: Siemens
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电压源型变频器 –多电平和两电平
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session
风电场 3
Wind farm 1
深海侧
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HVDC 电缆线路 HVDC Cables • 长距离的风电场并网使用HVDC-VSC技术
– 12台5MW容量的风机 12 Wind Generators of the 5MW-class – 离海岸45km 45km distance from shore
• 首条基于电压源型变流器高压直流输电（HVDC-VSC）线路已经建成 (400 MW) ，并进入了测试阶段 (Borwind/Bard 1 风电场)
around 200MVA capacity
离海岸较远的风电场(或者容量较大的风电场) Wind farms with higher distance from shore (or very high capacity): • 使用基于VSC的高压直流输电（HVDC-VSC）线路并网
Connection with HVDC-VSC cable
距离低于70...80km的海上风电场:
Wind farms with a distance <70...80km:
• 使用高压交流输电（HVAC）线路并网 Connection with HVAC cable • 标准技术: 150kV, 800m^2, 大约 200MVA 容量 Standard technology: 150kV, 800m^2,
First HVDC-VSC connection (400 MW) has been constructed and is in testing phase (Borwind/Bard 1 wind farm)
• 一个容量为8 000 MW的海上风场正处于详细规划阶段
8 000 MW of offshore wind farms are in detailed planning stage
• 标准技术: +/-150kV-DC, 可达500MW 容量
Standard technology: +/-150kV-DC, up to 500MW capacity
• 可行方案: +/-300kV-DC, 可达1200MW 容量
Available: +/-300kV-DC, up to 1200MW capacity
1
海上风电并网技术
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session
2
海上风力发电– 德国现状
• 目前，有一个海上风电场已经投入运行:
Currently, there is 1 offshore wind park in operation:
Need for reactive power compensation (at one end in case of shorter cables, at both ends in case of longer cables)