中远距离海上风电输电技术-21页_1mb

报告摘要

中远距离海上风电输电技术总结

核心内容概述

中远距离海上风电输电技术是实现海上风电高效并网的关键，华东勘测设计研究院有限公司（HDEC）在该领域具有深厚的研究基础和丰富的工程经验。公司自上世纪70年代起开展海洋能研究，90年代初涉足风电工程，2005年正式开展海上风电研究，并建立了多个科技创新研发平台，推动了海上风电输电技术的发展。

主要观点

工频交流输电技术：目前仍具有较强的竞争力，具备提升经济效益和增大输送距离的潜力。
柔性直流输电技术：适用于远海风电场，能够有效抑制过电压，提升系统稳定性和控制能力。
未来输电方案：需在经济性、技术可行性和系统可靠性之间进行综合比选，探索更高效的输电方式。

关键信息

1. 公司背景

成立于1954年，员工约9000人。
主营业务涵盖水电和新能源、城乡建设、生态环境等领域。
设计建成及在建各类水电站总装机容量达51GW，其中白鹤滩水电站装机容量为16GW，为全球第二。
设计建成海上风电总装机容量为17.5GW，占全国并网容量的60%。

2. 技术成果

工频交流输电技术：
- 已完成多个海上风电场的交流输电系统设计。
- 建立了基于PSS/E的建模和运行特性分析方法。
- 开展了多约束条件下的无功补偿优化配置研究，实现国内最远220kV双端补偿输电距离达96.5km。
- 采用等效热阻法和多物理场有限元法评估海缆载流量，优化复杂工况下的运行允许载流量。
- 提出了长距离海缆过电压评估方法，通过仿真分析暂时过电压和操作过电压。
柔性直流输电技术：
- 提出了远海风电场柔性直流输变电系统设计研究，包括换流站、海缆等关键设备。
- 开展了风场-柔直协调故障穿越策略研究，通过风机卸荷装置和送端换流器控制策略解决盈余功率问题。
- 建立了计及风电与柔直变流控制系统动态特性的振荡风险评估模型，分析风速、风机台数、控制器参数等对系统稳定性的影响。
- 在变流控制环节施加附加频变抑制措施，有效抑制振荡。
- 实现了电气主设备与结构在电磁场、传热场下的协同布置与优化。
未来中远海输电方案：
- 经济比选：综合风电场成本，刻画全生命周期成本随关键参数的变化曲线，结合风电场规模确定不同应用场景下的最优输电方案。
- 纯二极管输电方案：探索海上送端换流站轻量化设计，但需解决二极管整流器无法反向供电和电压-频率支撑的问题。
- 解决方案：风电场内部配置储能单元，风电机组网侧换流器加入V/F控制环节，实现对送端交流电网的主动支撑。