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海上风电革命性概念——直流集电线路系统来袭!

日期:2018-10-25    来源:欧洲海上风电

国际新能源网

2018
10/25
09:10
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关键词: 海上风电 直流集电线路 风机

  目前,66kV电压等级系统已经逐渐在新建的海上风电场开始应用,但是,对于海上风电输电系统的探索不会停止。今天,小编给您带来了一种全新的概念——直流场内输电系统。
 
  海上风电输电系统可以有交流、直流、交直流混合等,理论上,以下五种输电模型都是可行的。
 
 
  1、风机输出为交流,经交流33/66kV汇集,升压至交流220kV,以交流电输送至电网,这是目前使用最为普遍、成熟的技术;
 
  2、风机输出为交流,经交流33/66kV汇集,升压至交流220kV,在换流站变为直流±320kV,以直流输送至电网,这在德国、荷兰广泛应用,技术已接近成熟;
 
  3、风机输出为直流,经中压直流汇集,变为交流并升压至220kV,以交流电输送至电网;
 
  4、风机输出为直流,经中压直流汇集,升压至直流±320kV,以直流输送至电网;
 
  5、风机输出为直流,经中压直流汇集,并直接输送至电网。
 
  经济可行性
 
  首先看图。一个典型风场,上图为离岸50km,下图为离岸100km,灰色部分为工程造价,橙色部分为全生命周期线损导致的经济损失,蓝色部分为全生命周期故障导致的经济损失。
 

 
 

 
  比较这两张图可以看到,第4和第5(分别为上面提到的形式4和形式2)线损在离岸距离增大时,对全生命周期成本影响较小,形式2为现有技术,而形式4最有可能接近甚至低于目前已经成熟的技术,未来存在潜力。
 
  当然,随着未来风机单机容量的增长,场内电缆数量的减少,形式5,即直流中压电缆直送陆上换流站的成本也有较大的下降空间。
 
  技术可行性
 
  对于以上输电形式3~5,技术上还远未达到应用的程度,主要有一下4个技术难点——
 
  海上直流升压站,在学术研究阶段,技术不成熟
 
  直流保护系统,已有产品,但成本过高
 
  直流风机系统,技术不成熟,且风机厂家缺乏研发动力
 
  中压直流电缆,技术接近成熟,但缺少量产和应用经验
 
  对于以上这些技术难点,期待Carbon Trust这样的机构能牵头,联合供应链上的公司,尤其是风机制造商,共同攻克。
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