海上風電相比陸上風電在土地開發、成本消納和風能利用方面有更顯著的優勢。隨著近海資源的開發，風電資源好的遠海風電得到越來越多重視，海上風電呈現出中遠海、大機組、大規模集中開發的特點，對海上風電的并網技術提出了更多的要求。
——國網江蘇電科院繼保自動化技術中心副主任 李鵬
     主辦的“第二屆海上風電創新發展大會”在南京召開。大會聚焦海上風電技術降本、深海探索、自研自主、產業融合、邁向國際等主題話題，引領海上風電產業創新發展。
      以下為發言重點摘要：
      截至2022年6月底，我國海上風電累計裝機，約達26.7GW。海上風電相比陸上風電在土地開發、成本消納和風能利用方面有更顯著的優勢。隨著近海資源的開發，風電資源好的遠海風電得到越來越多重視，海上風電呈現出中遠海、大機組、大規模集中開發的特點，對海上風電的并網技術提出了更多的要求。
      總結看來，目前海上風電的送出主要是高壓交流送出、柔性直流送出，以及采用柔性直流組網的方式，還有柔性低頻輸電、柔性直流組網、全直流海上風電組網等并網技術也在進行一些探索。
      目前，通過高壓交流并網還是主要的并網方式，它的技術簡單，也比較成熟，另外升壓站成本比較低，但是由于電纜的電容效應，在遠距離輸送的時候，充電電流會對輸送能量和輸送距離造成很大限制，而且遠距離輸送的時候還有過電壓問題，需配置靜態動態的無功補償裝置。
      第二個主流技術就是海上風電柔性直流的并網技術，就是在海上通過風電場出來的交流電，匯集升壓之后，進入海上的換流站，通過柔性直流輸送，然后接到陸上的交流電網進行消納。
      當前，考慮初始投資成本、年維護成本、年損耗費用等因素，在大規模、遠海岸風電送出方面，柔性直流輸電技術較高壓交流更具優勢。
      接下來介紹一下海上風電柔直并網的關鍵設備。
      首先是風電機組，目前的如東海上風電柔直工程中主要是用的鼠籠全功率和永磁直驅兩種。柔性直流換流器是整個工程的核心設備，在高壓大功率應用場合主要是模塊化多電平換流器（MMC），它具備子模塊串聯，無動態均壓問題；開關頻率低，損耗低；輸出電壓的諧波含量低等特優勢。
      另耗能裝置是海上風電柔直并網系統的關鍵設備。海上風電柔性直流并網同樣有故障穿越要求，在電網發生故障的時候，由于電壓的降低，柔直送不出來，風電機組發的功率短時間內是保持不變的，這時大量的功率就只能累積在柔直系統的直流環節，很快就能產生過壓，會引起換流器的閉鎖。當前處理這個問題的主流方式是增加硬件電路，把多余的電給消耗掉。考慮到海上風電柔直應用需求，采用在陸上換流站直流側配置耗能裝置的方式，把盈余功率在直流側消耗掉，不要累積在直流系統。
      另外一個重要的設備就是控制保護系統，包括柔性直流的控制保護系統，以及一體化的監控系統。柔性直流保護系統主要完成對整個柔性直流部分的監視、運行控制和保護策略實現。一體化監控系統主要是實現海上風電場以及相關的升壓站、柔直系統等于全部監控，提升海上風電運維的效率。
      最后講一講海上風電并網的新技術研究。
      低頻交流輸電是基于模塊化多電平矩陣式變換（M3C）的交/交變頻技術，主要一次設備有工頻/低頻變壓器、低頻線路、M3C換流閥等。主要是通過這種方式來縮小電氣距離，減小電纜中的充電電流。低頻輸電的輸送距離現在可能是70到170公里左右的范圍比較適合，當然也會有很多的應用前景，還需要進一步驗證。
      另外還有全直流的海上風電的并網技術，具有以下優勢：在匯集環節，直流電纜取代交流電纜，損耗更低、單位面積傳輸容量更大，同時解決了交流電纜充電功率帶來的諸多技術問題；在傳輸環節，全直流海上風電并網可以通過磁性設備的高頻化來省去大容量工頻變壓器，進而降低設備和海上平臺的尺寸、重量與投資造價。
      除此之外，還有一些高校在研究通過二極管的引流來實現交融的直流變換，這樣的話是把海上平臺的重量、造價各個方面都得到了極大的降低。還有通過組網多端直流，或者是多頭直流組網的方式，來實現整個的海上風電的送出。

      另外一個方面是海上風電并網安全穩定運行技術，這個主要是通過一些協調的控制，來實現整個直流和風場以及電網和風電機組的協調運行，增加儲能配置來實現海上風電的可控可調，振蕩抑制，吸收盈余功率實現故障穿越等。這些研究也都在開展，后面也需要實際的工程應用來檢驗效果。

---

文章來源：北極星風力發電網