大规模海上风电场输电方式的探讨.pdfVIP

大规模海上风 电场输 电方式的探讨 朱宜飞 ，陶铁铃 (长江勘测规划设计研究院新能源公司，武汉 430010) [摘要] 分析了大规模海上风电场的并网需求，比较了高压交流输电系统、基于电网换相换流器的高直流输 电系统和电压源换流器的直流输电系统的技术特点，对系统损耗做了数值分析，从而得出各种输电系统的适 用范围。 [关键词] 海上风电；高压交流输电；高压直流输电；电网换相换流器 ；电压源换流器 [中图分类号] F4 [文献标识码] A [文章编号] 1009—1742(2010)11—0089—04 中，海上风 电机组按 5MW永磁直驱机组考虑，机端 1 前言 电压设为2000V。 根据国内实际情况，探讨了未来海上风 电场并 2．2 高压交流输 电系统 网所面临大容量长距离的电能输送 问题，以寻找适 迄今为止所有已建成海上风电场均采用高压交 合中国国情的海上风电场发展模式。 流输电系统 (HVAC)，其 由以下几部分组成：a．交流 集电线路；b．海上升压站和无功补偿设备；C．三芯 2 海上风电场输电方式和机组简介 XLPE交联海底电缆；d．陆上变 电站和无功补偿设 2．1 海上风 电场的机组形式 备。典型的HVAC交流输 电系统见图1。 风力发电机组主要划分为恒速机和变速机两大 海_上升压站 类，根据 目前的发展趋势，双馈变速异步机组和直驱 海上风 电场 ：r— 1V 海上风电场 r——．-臼l10kv；XLPEcdb~e岸犀上上变父电电站站 同步组已逐渐成为主流。双馈机组的特性是定子直 110kV r——一 OO I电网 接与电网相连而转子通过换流器与 电网相连，该系 00 统允许电机转速在额定转速的60％一110％之间 变化，而且换流器额定容量达到风机额定功率的 30％即可。直驱同步机组采用永磁电机 ，定子通过 换流器与电网相连，该系统允许 电机转速在更大范 图 1 典型 的高压交流输 电系统 围内变化，由此可 以省掉变速箱。风 电机组的单机 Fig．1 A typicalHVAC transmissionsystem 容量也在 日益增大，5MW 的机组即将投入使用，未 2．2．1 XLPE海底 电缆和无功补偿设备 来 8～10MW 的机组亦在规划之中。同时机端电压 XLPE交联聚乙烯电缆是 目前应用最广泛的海 也相应升高，目前 已有少数机组的机端 电压超过 底电缆，其具有 良好的导热性，所以载流量和过短路 1000V，但升高机端电压的同时必须提高绝缘等级 电流能力都十分优秀。XLPE电缆能在导体温度 从而 占用更多的机组空间，因此未来机端 电压的升 90℃的条件下持续工作，而且其介质损耗低于其他 高将是十分有限的。基于以上原因，在后述的模型 电缆，并且对环境影响较小。如今额定电压 245kV [收稿 日期] 2010—07—16 [基金项 目] 国家 自然科学基金创新研究群体资助 [作者简介