電工電氣雜志社

遠海岸海上風電輸電方式技術經濟分析

來源：電工電氣發布時間：2024-02-01 13:01 瀏覽次數：23

遠海岸海上風電輸電方式技術經濟分析

吳倩¹，薄鑫¹，吳楊勇²，鄭宇超¹

(1 國網江蘇省電力有限公司經濟技術研究院，江蘇南京 210008；

2 國網安徽省電力有限公司祁門縣供電公司，安徽祁門 245600)

摘要：全球海上風電呈現遠?；?、規?；?、集群化趨勢，遠海風電輸電方式選擇至關重要?？紤]海上風電場規模、離岸距離等因素，采用等年值法，結合 14 種遠海風電典型場景，從技術性、經濟性兩個維度，對高壓工頻交流、柔性直流、低頻交流等 3 種海上風電輸電方式進行對比分析。研究表明，工頻交流輸電技術在中小容量、中遠距離海上風電送出應用場景具有技術、經濟優勢，柔性直流輸電技術應用于大容量、遠距離海上風電送出場景時經濟優勢凸顯。同時，對 35、66 kV 交流匯集-柔直送出兩種方案進行比較，指出 66 kV 匯集無海上升壓站- 柔直方案更具經濟性，進一步縮短了交直流輸電方式等價離，并給出典型場景海上風電輸電方式選擇建議，提出了遠海岸海上風電送出方式選擇指導意見。

關鍵詞： 遠海岸；海上風電；高壓工頻交流；柔性直流；低頻交流；輸電方式；技術經濟分析

中圖分類號：TM614 ；TM722 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2024)01-0001-09

Techno-Economic Analysis of Far Coast Offshore

Wind Power Transmission Modes

WU Qian¹, BO Xin¹, WU Yang-yong², ZHENG Yu-chao¹

（1 State Grid Jiangsu Electric Power Co., Ltd. Economic Research Institute, Nanjing 210008, China;

2 State Grid Anhui Electric Power Co., Ltd. Qimen County Electric Power Supply Company, Qimen 245600, China）

Abstract: The global offshore wind power shows the trend of far coast, large-scale and cluster, and the choice of offshore wind power transmission mode is very important. Considering the factors such as the scale of offshore wind farms and the offshore distance, this paper adopts the equal annual value method and combines 14 typical scenarios of offshore wind power. From the two dimensions of technology and economy, makes a comparative analysis of three types of offshore wind power transmission methods, including high-voltage power frequency AC, flexible DC and low-frequency AC. The results show that the power frequency AC transmission technology has technical and economic advantages in the application scenarios of small and medium-capacity, medium- and long-distance offshore wind power transmission, and the economic advantages of flexible DC transmission technology are prominent when applied to large-capacity and long-distance offshore wind power transmission scenarios. At the same time, the comparison of the 35 and 66 kV AC convergence-flexible direct transmission schemes is carried out, and it is pointed out that the 66 kV convergence without oversea booster station-flexible direct transmission scheme is more economical, which further shortens the equivalent distance of AC and DC transmission modes.Then, suggestions on the selection of offshore wind power transmission methods in typical scenarios are given, and guidance on the selection of offshore wind power transmission methods in far coast is proposed.

Key words: far coast; offshore wind power; high-voltage power frequency AC; flexible DC; low frequency AC; transmission mode; techno-economic analysis

參考文獻

[1] 劉吉臻，馬利飛，王慶華，等. 海上風電支撐我國能源轉型發展的思考[J] . 中國工程科學，2021，23(1) ：149-159．

[2] 時智勇，王彩霞，李瓊慧.“十四五”中國海上風電發展關鍵問題[J]. 中國電力，2020，53(7) ：8-17．

[3] Global Wind Energy Council.Global Offshore Wind Report 2023[R].Brussels ：Belgium，2023.

[4] 徐政. 海上風電送出主要方案及其關鍵技術問題[J] .電力系統自動化，2022，46(21) ：1-9.

[5] 蔡旭，楊仁炘，周劍橋，等. 海上風電直流送出與并網技術綜述[J] . 電力系統自動化，2021，45(21) ：2-22.

[6] 李巖，馮俊杰，盧毓欣，等. 大容量遠海風電柔性直流送出關鍵技術與展望[J] . 高電壓技術，2022，48(9) ：3384-3393.

[7] 王鑫，王海云，王維慶. 大規模海上風電場電力輸送方式研究[J]. 電測與儀表，2020，57(22) ：55-62.

[8] 黃曉堯，謝瑞，裘鵬，等．遠海風電兩種送出方案的經濟性評估[J]．浙江電力，2022，41(7) ：1-7．

[9] 黃明煌，王秀麗，劉沈全，等. 分頻輸電應用于深遠海風電并網的技術經濟性分析[J] . 電力系統自動化，2019，43(5) ：167-174.

[10] 劉景暉，萬振東，李飛科. 大規模海上風電場集群交直流輸電方式的等價距離研究[J] . 電力勘測設計，2020(4) ：1-5．

[11] 王秀麗，趙勃揚，鄭伊俊，等. 海上風力發電及送出技術與就地制氫的發展概述[J] . 浙江電力，2021，40(10) ：3-12.

[12] 劉衛東，李奇南，王軒，等. 大規模海上風電柔性直流輸電技術應用現狀和展望[J] . 中國電力，2020，53(7) ：55-71.

[13] 遲永寧，梁偉，張占奎，等. 大規模海上風電輸電與并網關鍵技術研究綜述[J] . 中國電機工程學報，2016，36(14) ：3758-3771.

[14] 楊大業，項祖濤，羅煦之，等. 永磁型風機海上風電送出系統甩負荷故障暫時過電壓影響因素分析[J]. 發電技術，2022，43(1) ：111-118.

[15] 吳倩，韓笑，葉昊亮，等. 海上風電場經 220 kV 交流海纜送出系統的無功配置方案[J]. 電力電容器與無功補償，2021，42(4) ：22-30.

[16] YANG Bo, LIU Bingqiang, ZHOU Hongyu, et al.A critical survey of technologies of large offshore wind farm integration：summary ,advances, and perspectives[J].Protection andControl of Modern Power Systems，2022，7(1) ：2-17.

[17] WU Sihang, QI Lei, JIA Wenxuan, et al.A Modular Multilevel Converter with Integrated Energy Dissipation Equipment for Offshore Wind VSCHVDC System[J].IEEE Transactions on Sustainable Energy，2021，13(1)，353-362.

[18] LIU J , DONG D , ZHANG D . A hybrid modular multilevel converter family with higher power density and efficiency[J].IEEE Transactions on Power Electronics，2021，36(8) ：9001-9014.

[19] 孟沛彧，向往，邸世民，等. 大規模海上風電多電壓等級混合級聯直流送出系統[J] . 電力系統自動化，2021，45(21) ：120-128.

[20] 李彬彬，王寧，趙曉東，等. 適用于全直流海上風電場的柔性換流高壓大容量直流變壓器[J]. 電力系統自動化，2022，46(22) ：129-141.

[21] 文衛兵，趙崢，李明，等. 海上風電柔性直流系統設計及工程應用[J] . 全球能源互聯網，2023，6(1) ：1-9.

[22] 薄鑫，楊志超，宋杉，等. 海上風電經柔直送出系統受端交流故障聯合穿越控制策略[J] . 可再生能源，2022，40(10) ：1396-1406.

[23] 王錫凡，劉沈全，宋卓彥，等. 分頻海上風電系統的技術經濟分析[J] . 電力系統自動化，2015，39(3) ：43-50.

[24] 唐英杰，張哲任，徐政. 基于有源型 M3C 矩陣變換器的海上風電低頻送出方案[J] . 電力系統自動化，2022，46(8) ：113-122.

[25] 趙國亮，陳維江，鄧占鋒，等. 柔性低頻交流輸電關鍵技術及應用[J] . 電力系統自動化，2022，46(15) ：1-10.

[26] 林進鈿，倪曉軍，裘鵬. 柔性低頻交流輸電技術研究綜述[J]. 浙江電力，2021，40(10) ：42-50.

[27] 羅魁，郭劍波，馬士聰，等. 海上風電并網可靠性分析及提升關鍵技術綜述[J] . 電網技術，2022，46(10) ：3691-3702.

[28] 王邦彥，王秀麗，王碧陽，等. 海上風電分頻送出系統可靠性評估模型及方法[J] . 電網技術，2022，46(8) ：2899-2908.

[29] 宋冬然，梁梓昂，夏鄂，等. 風電全生命周期成本建模與經濟分析綜述[J] . 熱力發電，2023，52(3) ：1-12.

[30] 呂杰，楊維稼，黃瑋，等.66 kV 交流接入海上換流站方案的技術經濟性[J]. 中國電力，2020，53(7) ：72-79.

[31] 曹善軍，王金雷，吳小釗，等. 海上風電送出技術研究淺述[J]. 電工電氣，2020(9) ：66-69.

[32] 蘇勻，馬小婷，李少華，等. 海上風電送出交流故障穿越控制策略研究[J]. 電工電氣，2021(4) ：11-16.

返回索引列表

Article retrieval

文章檢索

遠海岸海上風電輸電方式技術經濟分析