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柔性直流輸電 海上風電送出工程的新方向?
來源:上海國際能源創新中心 時間:2020/11/24 13:46:54 用手機瀏覽


隨著全國海上風電進入規模化發展階段,未來深遠海區域將是開發的重點,如何選擇更加經濟的送出方案成為業內關注的焦點問題。

相比陸上風電,海上風電的送出工程更為復雜。風機的輸出電壓需要先通過35kV集電線路匯集至海上升壓站,再經海上升壓站并通過220kV海底電纜接入陸上集控中心。

這意味著離岸距離越遠的深遠海項目,送出工程的成本越高,并且不同的送出方案也會影響項目的收益,所以對于開發業主來說,在成本與收益之間選擇合適的送出方案至關重要。

海上風電的送出主要分為交流和直流兩種方式。交流送出系統相對簡單,成本較低,但受輸電距離、容量以及電壓等級的限制,適用于容量較小的近海風電項目;直流送出則不受輸電距離的限制,更適合離岸距離較遠的大容量深遠海項目。

由于目前國內并網的海上風電項目多位于近海淺水區域,所以交流輸電的送出方式最為普遍。有研究表明,對于離岸距離超過70公里、容量大于40萬千瓦的海上風電項目,相比交流輸電,柔性直流輸電更具經濟性和可靠性。

截至目前,國內已經啟動了如東和射陽兩個海上風電柔性直流輸電示范項目的建設。據了解,三峽新能源也在考慮將柔性直流輸電應用于汕頭海上風電項目。

盡管國內目前尚未有海上風電柔性直流輸電項目正式投運,但由于陸上柔性直流輸電項目起步較早,已經積累了豐富的工程經驗,也為應用于海上風電項目的集中送出奠定了技術基礎。

早在2013年,南方電網南澳±160千伏多端柔性直流輸電示范工程就正式投運,這是世界上第一個多端柔性直流輸電示范工程。示范工程落地于此,與南澳的海島性質和電源結構密切相關。

受臺灣海峽“狹管效應”的影響,南澳風電場全年平均風速在8.5米/秒至10.5米/秒左右,優良的風資源是南澳發展風電得天獨厚的條件。

自1989年第一臺風機投產發電,經過數十年發展,南澳島內風電裝機容量已經達到17.17萬千瓦,遠超島內用電負荷。風電在為南澳提供清潔電力的同時,卻也因為出力的波動性對電力系統的穩定運行產生不利影響。而柔性直流輸電的特性在于能夠獨立控制有功和無功功率,穩定系統的電壓,所以示范工程的落地提升了南澳島風電的消納水平。

據汕頭供電局變電管理一所柔直巡維中心站副站長曾建興介紹,南澳多端柔性直流輸電示范工程包括塑城、金牛和青澳三個換流站,另外遠期規劃了塔嶼換流站。分布于南澳島上各處的風電場,通過青澳和金牛換流站接入,再通過塑城換流站輸出。該工程有14項不同的運行方式,有效地提高了南澳島供電的可靠性。

這項示范工程的作用遠不止于此,隨著海上風電開發逐漸走向深遠海,柔性直流輸電為海上風電的送出提供了一種新的選擇。

此外,柔性直流輸電還有提高風電電能質量、提升消納水平的優點,這對于面臨補貼退坡的海上風電非常重要。減少棄風,提高風場利用小時數有利于增加項目收益,減輕開發企業補貼退坡后的財務壓力。

雖然柔性直流輸電技術相對成熟,但成本仍然是制約其大規模推廣的主要因素。以如東海上風電柔直示范項目為例,該項目擔負三個、總裝機容量110萬千瓦的風電場的電力送出,送出項目動態總投資約47億元,約合4300元/千瓦。

也有專家認為,隨著海上風電的進一步推廣,加上市場充分競爭,未來單位千瓦動態投資有希望降到3500元/千瓦以下。



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