海上风电并网技术概述
《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是指将分散在海洋上的风电机组与陆地电网进行连接，实现电能的传输与利用。
近年来，随着技术的进步和成本的降低，海上风电并网规模不断扩大。
然而，在并网过程中仍存在一系列技术和管理问题，如设备老化、海洋环境变化、技术标准不统一等，这些都给并网可靠性带来了不小的挑战。
2. 面临的挑战（1）海洋环境的影响：海上的自然环境复杂多变，风电机组在极端天气下容易受到损害，导致并网系统的不稳定。
（2）设备老化和维护：风电机组长期在恶劣环境下运行，容易出现设备老化问题，而维护难度大、成本高，影响并网可靠性。
（3）技术标准不统一：不同厂商的风电机组技术标准不统一，导致并网过程中的技术难题。
三、影响海上风电并网可靠性的关键因素1. 设备因素：风电机组的质量、性能和稳定性是影响并网可靠性的关键因素。
2. 海洋环境因素：海上的风速、波浪、海流等自然因素对风电机组的运行和并网稳定性产生重要影响。
3. 技术标准与管理体系：统一的技术标准和规范的管理体系是保障并网可靠性的重要基础。
四、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：通过采用先进的风电机组设计制造技术，提高风电机组的性能和质量，增强其适应海洋环境的能力。
2. 智能并网技术：利用先进的控制系统和传感器技术，实现风电机组的智能并网和优化调度，提高并网系统的稳定性和可靠性。
3. 故障诊断与预测技术：通过数据分析和模型预测等技术手段，实现对风电机组故障的早期诊断和预测，及时采取维护措施，减少故障对并网可靠性的影响。
4. 海洋环境监测与适应技术：通过建立海洋环境监测系统，实时监测海上的风速、波浪、海流等自然因素，为风电机组的运行和并网提供科学依据。
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。
适用于大规模海上风电的并网技术分析
适用于大规模海上风电的并网技术分析关键词：大规模海上风电；并网技术；前言：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。
一、海上风电并网对电网的影响1.会增加电网调度的困难，特别是电网调峰。
在现有科学技术条件下，风电的出力变化是难以预见的，也是很难控制的。
特别是风电的出力变化与电网的负荷需求往往相反，例如炎热的夏季，城市空调用电量巨大而风力却不给力，出力较低，这就是所谓的反调峰特性。
反调峰特性会增加电网调峰的难度，同时会加大用电峰谷差，距离电力“移峰填谷”的目标越来越远。
由于调峰容量不足，一些地区电网不得不在低负荷时段弃风。
由于海上风电的出力概率密度较陆上风电更高( 尤其是当出力占装机容量的85%以上) ，海上风电的“反调峰”特点更明显，系统的调峰难度会更大，特别是在冬季如何消纳海上风电是一大难题。
2.会加大电网电压控制和调频的难度。
海上风电场的风速高，风力大，尤其是季风时期，风能资源极为丰富，此时风电出力大，而大量风电能源的远程输电往往会造成较高的线路压降值，同时风电场会从主网吸收大量的无功功率，造成电网的无功不足，电压稳定性就会受到影响( 稳定裕度降低) ，增加了调压的难度。
为支撑正常的系统电压，风电场沿线变电站的母线电压必须维持在额定电压的1．1倍甚至更高，调压容量不足，也会对输变电设备安全运行造成隐患。
另外，海上风力的间歇性、随机性和波动幅度较大所引起的风电出力变化率较大( 尤其是对小型风电场而言)会增加主电网调频的难度，需要通过限制风电接入率或增加储能装置加以解决。
这里需要指出，由于海风较陆地风更平稳，风速的自相关函数衰减系数较小，即出力的波动性比起陆地风更低，海上风电并网对大电网调频的影响比陆上风电更小。
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。
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。
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。
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。
海上风力发电整机技术综述
海上风力发电整机技术综述随着全球对可再生能源的需求不断增加，海上风力发电技术作为一种清洁、可持续、高效的能源解决方案日益受到关注。
海上风力发电整机技术是指将风能转化为电能的整套设备和系统。
海上风力发电整机技术是建立在陆上风力发电技术的基础上的，但由于海上环境复杂、船舶运维成本高等因素，其技术要求更高、挑战更大。
整机技术包括风力涡轮机、浮式平台、风力发电机组、电气系统和输电系统等组成部分。
风力涡轮机是整个海上风力发电系统的核心部分。
根据不同的水深和海浪情况，风力涡轮机的设计可以分为固定式涡轮机和浮式涡轮机两种。
固定式涡轮机主要适用于较浅的海域，通过深入海底的支撑结构来稳定涡轮机。
浮式涡轮机则适用于深海附近的海域，利用浮式平台来支撑涡轮机。
目前，大部分海上风电场采用固定式涡轮机，但随着技术进步，浮式涡轮机的应用正逐渐扩大。
浮式平台是支撑涡轮机的关键部分。
它需要具备良好的稳定性、抗浪性和耐候性。
常见的浮式平台类型包括浮式基座、半浮式平台和浮式深水平台。
浮式基座是最早的设计，通过锚链和重物保持平衡。
半浮式平台则通过固定的支撑结构保持稳定。
浮式深水平台则使用主要的浮力来支撑整个风力装置。
随着技术进步，现代浮式平台设计趋向于更大的安全性和稳定性。
风力发电机组是将风能转化为电能的关键部分。
风力发电机组的核心是风力发电机，它将风能通过转子转化为机械能，再通过发电机转化为电能。
目前，市场上使用的风力发电机主要有水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机两种。
水平轴风力发电机是目前主流技术，其具有较高的发电效率和可靠性。
垂直轴风力发电机则具有自适应风向、低风阻、较小的气动噪声等优点。
电气系统负责将风力发电机产生的电能转化为可输送到陆地上的电能。
电气系统包括变频器、发电机控制系统、保护系统等。
变频器将发电机输出的交流电转换为稳定的交流电。
发电机控制系统对发电机的转速、功率等参数进行监控和控制。
保护系统负责监测电气系统的运行状态，以确保安全运行。
海上风电规模化开发技术与工程实践
海上风电规模化开发技术与工程实践随着人类工业化程度的不断提高，能源资源的需求也逐渐增大。
然而，传统的化石能源存在着资源日益减少、环境污染严重等问题，新能源的开发和利用成为了当今社会发展的重要趋势之一。
在各种新能源中，风能被认为是一种潜力巨大的清洁能源，而海上风电则是其中的重要发展方向之一。
本文将重点探讨海上风电规模化开发技术及工程实践，以期为相关领域的研究和实践提供一定的参考价值。
一、海上风电规模化开发技术1. 海上风力资源分布特点海上风力资源分布广泛，且潜力巨大。
海洋风能的特点主要包括风速高、均匀性好、颠簸小、连续性强等。
这些特点使得海上风电具有较高的发电效率和稳定性，因此备受关注。
2. 海上风电机组技术海上风电机组技术是海上风电规模化开发的重要方面。
目前，常见的海上风电机组技术包括定位技术、风机技术、转子叶片技术等。
这些技术的不断创新和改进，将为海上风电的规模化开发提供坚实的技术支撑。
3. 海上风电并网技术海上风电并网技术是保障海上风电发电能力和电能质量的重要一环。
目前，海上风电并网技术已经逐步成熟，包括海缆敷设、海上子站建设、海缆维护等方面，为海上风电的规模化开发提供了有力的保障。
二、海上风电工程实践1. 海上风电场选址海上风电场选址是海上风电工程实践中的重要环节。
合理的选址能够最大程度地发挥海上风力资源的优势，确保风电场的规模化开发和经济效益。
2. 海上风电设备安装与调试海上风电设备安装与调试是海上风电工程实践中的关键环节。
包括风机、海缆、变电站等设备的安装与调试，需要技术精湛的专业团队和安全高效的施工方案。
3. 海上风电运行与维护海上风电运行与维护是海上风电工程实践的重要保障。
通过建立健全的运行与维护体系，及时发现和处理风电设备的故障，最大限度地保证风电场的发电效率和稳定性。
三、海上风电规模化开发技术与工程实践的挑战与前景1. 挑战海上风电规模化开发技术与工程实践面临着一些挑战，如复杂的海洋环境、高成本的投资、风电设备的维护难度等。
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。
适用于大规模海上风电的并网技术分析
76 EPEM 2019.9新能源New Energy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。
相比于陆上风电，海上风电具有资源条件稳定、靠近电力负荷中心等优势，近年来成为世界各国风电发展的重要方向[1]。
根据相关研究，全球海上风电装机容量到2030年将达到153GW，主要集中在中国和欧洲。
欧洲在海上风电领域一直占据主导地位，总装机容量为15780MW，占全球海上风电总装机容量83.9%。
我国从2010年4月第一座海上风电场——上海东海大桥项目一期工程并网发电开始，到2017年底海上风电总装机容量达2788MW，仅次于英国和德国。
国家“十三五”规划明确，到2020年海上风电开工建设1000万千瓦，确保建成500万千瓦。
大规模海上风电并网会给系统带来电压波动、电流畸变、潮流不确定等问题，特别是接入网架结构较薄弱的电网时，系统的稳定性、安全性将受到严峻的考验[2]。
本文对比分析了三种海上风电并网技术：高压交流(hVAC)、基于电流源型变换器（LCC）的高压直流(hVDC)、基于电压源型变换器（VSC）的高压直流，并对第三种海上风电并网技术的不同集电方式进行了深入分析，讨论了各自的优缺点和适用范围。
1 三种海上风电并网技术1.1 HVAC海上风电通过hVAC 并网的电气系统主要包括风力发电机群、中压交流集电网、海上变电站、高压交流输电线路以及岸上变电站。
海上风力发电机适用于大规模海上风电的并网技术分析广东省惠州电业发展总公司 肖浩庆摘要：对比分析了基于电压源型变换器的高压直流海上风电并网技术的三种集电方式，研究结果可为我国海上风电并网技术的选择提供参考。
关键词：海上风电；并网技术；高压交流；高压直流；集电方式的输出电压为0.69kV，经过其内部变压器后连接到交流集电网。
海上风电场的交流集电网电压等级通常为33~36kV，海上变电站将电压进一步升压到110kV 或220kV，然后通过电缆并入电网。
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。
海上风电并网输电工程分析
海上风电并网输电工程分析福建省福州市350400摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，海上风电建设越来越多。
针对风电交流汇集直流送出、低成本直流送出、多端直流送出和多电压等级直流送出技术，全面论述了海上风电直流送出技术在系统拓扑、装备、控制与保护方面的现状和存在的问题，以及研究热点和发展趋势，指出海上风电场集群共享直流集中送出是近期的主流方案，系统的宽频振荡是亟待解决的问题，使整体系统体现主导电源特征是关注的热点。
为降低成本，基于二极管整流送出的技术路线具有良好的预期，但纯二极管整流送出需要风电机组的改进。
本文首先分析了分散式风电的特点，其次探讨了海上风电并网的关键技术，以供参考。
关键词：海上风电；直流送出；直流并网引言电压稳定性是指电力系统在受到干扰后在维持电压稳定的能力。
此外，根据干扰的类型或根据可能发生不稳定的时间跨度，电压稳定性可以分为静态稳定和暂态稳定两类。
风电场的静态电压稳定主要是由于风速跟负荷的波动性以及不确定性，会造成含风电系统的电压不稳定;当含风电场的电力系统中发生故障，如果没有及时得到处理，就会造成更为严重的暂态稳定问题。
为此，系统掌握风电场并网带给电力系统电压稳定性的影响情况，有利于明确科学的管控对策，确保电网运行的稳定性。
1分散式风电的特点分散式风电在开发建设、并网消纳等方面有着明显的特点。
分散式风电的优点就是对周围环境具有很强的适应性，几乎所有的地形地貌中都可以建设使用，能够有效地提升偏远地区风能资源的利用率。
分散式风电的容量较小，机组建设占地面积小，对于一些土地资源并不丰富的地区来说在一定程度上节省了很多空间。
分散式风电还有就近消纳的优点，由于分散式风电的建设距离负荷中心近，不需要远距离地进行电力输送，有效降低了在电力运输过程中产生电能消耗的损失，而且分散式风电机组产生的风电资源可以直接接入电网，对风速的要求也不需要太高，在当地就能将风电消纳，解决了弃风限电的相关问题。
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• 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
• 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
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
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session
4
风电场并网技术 Technologies for Wind Farm Connection
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session
6
HVAC电缆线路
并联电抗器
Shunt Reactors
陆地侧
Land-side
深海侧
电缆线
• 计划到2030年实现海上风场装机容量达到25 000MW
Planned installed offshore wind capacity around 25 000MW until 2030
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session
距离低于70...80km的海上风电场:
ห้องสมุดไป่ตู้
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,
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
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session
5
海上风电场的并网
Grid Integration of Offshore Wind Farms
– 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)
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:
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).
Cable
Sea-side
风电场
Wind farm
Clean Energy Expo China (CEEC) / Wind Power Asia – Conference - Clean Energy & Grid Integration - Session
7
HVAC 电缆线路 HVAC Cables
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 Round 2 项目)
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