分频输电在海上风电并网应用中的前景和挑战

电力工程技术

2017 年1月Electric Power Engineering Technology 第 36 卷第1期15

分频输电在海上风电并网应用中的前景和挑战

王秀丽、张小亮\宁联辉\朱卫平2,王锡凡1

(1.西安交通大学，陕西西安710049;

2.国网江苏省电力公司电力科学研究院，江苏南京211103)

摘要：通过比较3种风电并网方式，指出了分频输电系统（FFTS)在大规模海上风电并网中的应用前景。介绍了

分频海上风电系统的结构和变频器的选择，对比表明了模块化多电平矩阵式换流器（M3 C)作为新一代变频器优良

性能。分析了低频环境对分频海上风电系统中关键性设备的影响，进一步从设备角度表明分频海上风电系统的可

行性和经济技术优势。最后指出分频海上风电系统中仍需解决的经济技术难题，为进一步研究指明了方向。

关键词：海上风电；分频输电；并网；经济性

中图分类号:TM71 文献标志码:A 文章编号:2096-3203 (2017) 01-0015-05

随着能源枯竭以及环境污染日益严重，世界各 国越来越重视新能源的开发与利用[1]。风力发电 是新能源利用中技术最成熟、最具开发条件的形式 之一，而海上风电具有资源丰富、风能稳定、发电利 用小时数高、不占用土地和适宜大规模开发以及对 环境影响小等特点，受到中国及欧美发达国家越来 越多的重视。随着风力发电技术的发展，下一代近 海风电场的位置距海岸的距离有望达到300 km,单 个风电场的容量可能达到兆瓦级别，大容量远距离 海上风电将是未来海上风力发电发展的趋势。如 何实现大容量风电远距离传输及并网是一个极具 现实意义而又亟待解决的问题。目前受到广泛关 注的风电远距离输送及并网方式主要有3种[2]:高 压父流输电（high voltage alternating current, HVAC)、高压直流输电（high voltage direct current, HVDC )以及分频输电（fractional frequency fransmission system,FFTS)技术。本文通过对 3 种 输电方式简要的对比，指出FFTS在海上风电并网 中的优势，并介绍了分频海上风电系统的结构和换 流器的选择，以及低频环境对输电系统中关键性设 备的影响。

13种风电并网方式的简介

HVAC采用传统的工频输电方式，无需将风机 发出的电能转换为低频或者直流电能，这种输电方 式结构简单，成本较低，且有着多年丰富的运行和 实践经验，在近距离小容量风电输送和并网方面有 着较大的优势。由于风电是经海底电缆传输的，海 底电缆相较于普通的架空输电线路而言，电抗降低收稿日期：2016-10-19;修回日期：2016-11-23

基金项目：国家自然科学基金项目（51307136)且电容增大，随着输电距离及输电容量的增加，电缆中的容性充电电流将急剧增加，导致线路损耗增 大，线路容量的有效利用率大大降低[3]。所以 HVAC难以应用于远距离和大容量风电输送和并网 。

对于中远距离风电输送及并网，目前大多采用 高压直流输电（h v d c)[4]。采用直流输电，避免了 电缆容性充电电流的影响，增大了电能的传输距离 和容量。早期直流输电工程大多采用二电平或者 三电平的电压源换流器，但由于电平数过少，导致 谐波含量过高和开关损耗过大等问题。模块化多 电平换流器（modular multilevel converter,MMC)[5]通过多个子模块的叠加，容易实现较高的直流电 压，并且具有输出电压谐波含量低、开关损耗低、故 障穿越能力强等优点。基于MMC的VSC-HVDC 虽然有望成为风电并网的主流方式，但是在VSC- HVDC海上风电并网方式中的一些固有缺陷，降低 了其应用于工程实际的经济性和可靠性。图1为 VSC-HVDC海上风电并网的基本拓扑，由于在电能 传输过程中要实现从交流到直流再到交流的2次电 能变换，所以必须建造陆上和海上2个换流站。其 中海上换流站的建造，无论在技术难度还是投资成 本上都远远高于陆上换流站，并且运行维护的费用 也高，很大程度上降低了 VSC-HVDC用于海上风电 并网的经济性。此外，由于直流断路器等技术难题 尚未得到有效解决，造成短期内风电直流并网只能 在海上换流站和陆地换流站之间以点对点的方式 进行，从而带来可靠性较低和故障率高等一系列问题[6]。

综合比较HVAC和HVDC的优缺点，第三种海 上风电并网方式FFTS ,为大规模海上风电并网提供

【完整版】2020-2025年中国海上风电行业市场发展战略研究报告

（二零一二年十二月） 2020-2025年中国海上风电行业市场发展战略研究报告 可落地执行的实战解决方案 让每个人都能成为 战略专家 管理专家 行业专家 ……

报告目录 第一章企业市场发展战略研究概述 (7) 第一节研究报告简介 (7) 第二节研究原则与方法 (7) 一、研究原则 (7) 二、研究方法 (8) 第三节企业市场发展战略的作用、特征及与企业的关系 (10) 一、企业市场发展战略的作用 (10) 二、市场发展战略的特征 (11) 三、市场发展战略与企业战略的关系 (12) 第四节研究企业市场发展战略的重要性及意义 (13) 一、重要性 (13) 二、研究意义 (13) 第二章市场调研：2018-2019年中国海上风电行业市场深度调研 (14) 第一节海上风电概述 (14) 第二节我国海上风电行业监管体制与发展特征 (14) 一、行业主要监管部门 (14) 二、行业主要法律、法规和相关政策 (15) 三、2019年风电行业主要政策变化解读 (16) 四、行业技术水平与技术特点 (22) （一）行业技术水平现状 (22) （二）目前行业的技术特点 (22) 五、行业的周期性、区域性和季节性 (23) 六、上下游行业之间的关联性、上下游行业发展状况 (23) 七、海上风能资源分布情况 (24) 八、海上风电投资成本构成 (24) 第三节2018-2019年中国海上风电行业发展情况分析 (26) 一、我国海上风电市场发展态势 (26) 二、2018年已核准或签约的海上风电 (28) 三、中国海上风电行业主要项目分布 (31) 四、下游安装和运维市场情况 (32) 五、面临挑战 (34) 第四节重点企业分析 (34) 一、龙源电力 (34) 二、金风科技 (37) 三、泰胜风能 (37) 四、天顺风能 (38) 五、中闽能源 (39) 第五节2019-2025年我国海上风电行业发展前景及趋势预测 (39) 一、行业发展的有利因素 (39) （1）国家产业政策支持 (39) （2）国家能源结构持续优化 (40)

风电委托开发协议

风力发电项目 合作开发协议 协议编号： 协议签订地： 协议签订日： 甲方：能源有限公司 乙方： 证照号： 地址： 联系人： 电话： 邮箱： 一、鉴于： 1.1甲方拟在辖区内开发MW风力发电项目，鉴于乙方在当地人脉资源优势，该风力发电项目均采用委托开发模式： 乙方协助甲方在项目所在地注册公司，该公司为风力发电项目的项目公司； 乙方自愿接受甲方委托，发挥当地人脉资源优势，为甲方提供项目开发服务，包括但不限于项目公司注册、合作协议的签订、电力接入批复、备案手续办理、土地相关手续办理、风力发电建设规模指标、补贴文件等，使甲方获得风力上网标杆电价，以及项目建设及并网时期协助甲方进行相关手续办理（详见附件清单）。 甲乙双方为了发挥双方的优势，根据《中华人民共和国合同法》，经双方充分协商，依平等自愿、等价有偿的原则，达成如下协议： 二、委托事项及具体要求： 2.1甲方委托乙方以负责辖区内开发风力发电项目，以及项目开工前所有手续的办理（详见附件清单），风力发电项目开发规模约MW。

2.2乙方确保目标项目建设过程及后期并网期间协助甲方进行相关手续办理。 2.2甲乙双方采用约定“技术咨询”单瓦价格的方式进行合作，“技术咨询”费用为元/W，该价款为技术咨询费的完全对价。 2.3乙方应确保目标项目开发的各项手续齐全,乙方承诺在甲方指定的EPC单位进行目标项目施工建设过程中，不存在开发和施工手续上的障碍。 三、合作期限 3.1自2018年9月日至2019年9月日止。若期限届满,乙方未全部完成甲方所委托事项的,除本协议另行约定外,本协议经双方书面续签后顺延至全部委托事项顺利完成、项目全部并网发电为止。 四、甲方的权利和义务 4.1甲方应在履行本协议过程中对乙方所提供的项目信息进行评估，若不满足甲投资收益要求（如：国家政策变化、电价下调、土地费用远超市场价等），则甲方可单方面以书面通知形式解除本协议且不构成违约。在甲方解除协议通知生效后乙方可与第三方进行该项目的合作且不构成违约。 4.2甲方应按照本协议约定向乙方支付报酬。 4.3甲方应按政府要求签定投资建设经营合同，甲方公司在当地运营应合法合规。 五、乙方的权利和义务 5.1乙方应根据甲方的要求提供相应的技术、商务的分析,以供甲方作出商业判断。 5.2乙方须在约定的合理期限内取得完整有效的批文资料等，满足项目施工条件，并协助完成建设期（建设准备、施工及并网）相关手续办理，满足并网要求。 5.3.乙方应为甲方积极及时的提供一切订立合同的机会或订立合同的媒介服务，是否订立合同以及订立合同的主体由甲方决定。 5.4乙方保证向甲方提供项目信息和手续等真实完整、合法有效，项目开发规模约MW（规模根据实际批复为准），风力发电项目入网电价为0.57元//kWh，度电补贴为0.25元/kWh（合计电价0.82元/kWh）. 5.5乙方完成本协议约定的义务后，乙方可要求甲方支付本协议报酬。若乙方在本居合作协议约定期限内以及根据本协议第三条确定的合理顺延期内未能完成义务时，则乙方无权主张本合同项下任何报酬及费用的权利。

风力发电现况以及未来发展趋势

风力发电现况以及未来发展趋势 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为×10^9MW，其中可利用的风能为2×10^7MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电。 一、国外发展状况 目前，中、大型风力发电机组已在世界上40多个国家陆地和近海并网运行，风电增长率比其它电源增长率高的趋势仍然继续。如表1所示，截止2005年12月31日世界装机容量已达58,982MW，年装机容量为11,310MW，增长率为24%；风力发电量占全球电量的1%，部分国家及地区已达20%甚至更多。2005年世界风电累计装机容量最多的十个国家见表2，前十名合计，约占世界总装机容量的%。2005年国际风电市场份额的分布多样化进程呈持续发展趋势：有11个国家的装机容量已高于1,000MW，其中7个欧洲国家（德国、西班牙、意大利、丹麦、英国、荷兰、葡萄牙），3个亚洲国家（印度、中国、日本），还有美国。亚洲正成为发展全球风电的新生力量，其增长率为48%[5]。2002年欧洲风能协会（EWEA）与绿色和平组织（Greenpeace International）发表了一份标题为“风力 12（Wind Force 12）”的报告，勾画了风电在2020年达到世界电量12%的蓝图。报告声明这份文件不是预测，而是从世界风能资源、世界电力需求的增长和电网容量、风电市场发展趋势和潜在的增长率、与核电和大水电等其他电源技术发展历程的比较以及减排CO2等温室气体的要求，论证了风电达到世界电量12%的可能性。 二、国内发展现状 经过前几年的低谷期，国内的风电市场正在迎来新的发展期，特别是在节能减排、环境治理的趋势下，国家出台的一系列政策，使得风电产业站上了风口。 （一）我国风电发展进入新阶段 风电是资源潜力大、技术基本成熟的可再生能源。近年来，全球资源环境约束加剧，气候变化日趋明显，风电越来越受到世界各国的高度重视，并在各国的共同努力下得到了快速发展。据世界风能协会统计，截至2013年年底，世界上开发风能的国家已经达到103个，年发电量达到6400亿千瓦时，占全球总电力需求的4%。我国可开发利用的风能资源十分丰富，在国家政策措施的推动下，经过十年的发展，我国的风电产业从粗放式的数量扩张，向提高质量、降低成本的方向转变，风电产业进入稳定持续增长的新阶段。2003年底，我国风电装机只有50万千瓦，排名世界第十。2013年我国新增风电装机容量1610万千瓦，占当年世界新增容量的45%；累计装机容量突破9000万千瓦,占世界累计装机容量的28%，两项指标均居世界第一?2013年我国新增风电并网容量1449万千瓦；累计并网容量达到7716万千瓦，占全国电源总装机容量的%。今年1至9月，我国风电新增并网容量858万千瓦；到9月底，累计并网容量8497万千瓦，同比增长22%。预计到今年年底我国风电累计并网容量可达到1亿千瓦，从而提前一年完成“十二五”规划目标，风电发电量占全国总发电量的比重也将由2008年的%增长到%，连续两年超过核电，成为国内继火电、水电后的第三大主力电源。 （二）财政优惠 根据财政部文件，为鼓励利用风力发电，促进相关产业健康发展，自2015年7月1日起，对纳税人销售自产的利用风力生产的电力产品，实行增值税即征即退50%的政策。中国可再生能源学会秘书长秦海岩对中国证券报记者表示，这项政策实际并非新政，2001年相关主管部门在对资源综合利用目录的增值税征收政策进行规范时，就提到了风电也是“减半征收”。但“减半征收”在操作层面比较复杂，因此，相关主管部门在2008年的文件中提出即征即退50%。现在只是为了重新梳理政策，把之前的资源综合利用的目录作废，并对风电提出来单独进行了规范说明。 分析人士表示，这实际上是之前风电增值税优惠政策的延续。今年以来，从国家发改委、国家能源局到国家电网公司，再到新能源装机大省的地方政府都在围绕风电发展给予多方面的支持。今年4月28日，国家能源局公布“十二五”第五批风电项目核准计划，项目共计3400万千瓦，超出业界预期；5月下旬，国家能源局发布了《关于进一步完善风电年度开发方案管理工作的通知》，对于弃风限电比例超过20%的地区、年度开发方案完成率低于80%的地区，不安排新项目。 （三）风电企业业绩逐步向好 近期，A股风力发电板块展示出了高景气度。截至7月1日，A股风力发电概念板块23家公司（以设备制造商为主）中，有9家已预告或发布中报业绩情况，除1家净利润变动幅度为负，其余8家净利润增幅在24%至350%之间。其中，

关于印发风电并网运行反事故措施要点的通知

国家电网公司文件 国家电网调〔2011〕974号 关于印发风电并网运行反事故措施要点的通知 各分部,华北电网有限公司,各省（自治区、直辖市）电力公司,中国电科院,国网电科院,国网经研院： 为落实《国家能源局关于加强风电场并网运行管理的通知》（国能新能〔2011〕182号），公司在总结分析风电并网运行故障原因和存在问题的基础上，组织制定了《风电并网运行反事故措施要点》，现予印发，请各单位严格执行。 风电机组低电压穿越能力缺失是当前风电大规模脱网故障频发的主要原因。为防止类似故障再次发生，各单位要督促网内风力发电企业对风电机组低电压穿越性能进行改造、调试，并通过国家有关部门授权的有资质的检测机构按《风电机组并网检测 管理暂行办法》（国能新能〔2010〕433号）要求进行的检测验证。对此，特别强调： 1. 新建风电机组必须满足《风电场接入电网技术规定》等相关技术标准要求，并通过按国家能源局《风电机组并网检测管理暂行办法》（国能新能〔2010〕433号）要求进行的并网检测，不符合要求的不予并网。 2. 对已并网且承诺具备合格低电压穿越能力的风电机组，风电场应在半年内完成调试和现场检测，并提交检测验证合格报告。同一型号的机组应至少检测一台。逾期未交者，场内同一型号的机组不予并网。 3. 对已并网但不具备合格低电压穿越能力的容量为1MW及以上的风电机组，风电场应在一年内完成改造和现场检测，并提交检测验证合格报告。报告提交前，场内同一型号的机组不予优先调度。逾期未交者，场内同一型号的机组不予并网。 附件：风电并网运行反事故措施要点

二○一一年七月六日 主题词：综合风电反事故措施通知 国家电网公司办公厅2011年7月6日印发

风电并网技术标准(word版)

ICS 备案号: DL 中华人民共和国电力行业标准 P DL/Txxxx-200x 风电并网技术标准 Regulations for Wind Power Connecting to the System (征求意见稿) 200x-xx-xx发布200x-xx-xx实施中华人民共和国国家发展和改革委员会发布

DL/T —20 中华人民共和国电力行业标准 P DL/Txxxx-2QQx 风电并网技术标准 Regulations for Wind Power Connecting to the System 主编单位:中国电力工程顾问集团公司 批准部门:中华人民共和国国家能源局 批准文号:

前言 根据国家能源局文件国能电力「2009]167号《国家能源局关于委托开展风电并网技术标准编制工作的函》，编制风电并网技术标准。《风电场接入电力系统技术规定》GB/Z 19963- 2005于2005年发布实施，对接入我国电力系统的风电场提出了技术要求。该规定主要考虑了我国风电尚处于发展初期，风电机组制造产业处于起步阶段，风电在电力系统中所占的比例较小，接入比较分散的实际情况，对风电场的技术要求较低。根据我国风电发展的实际情况，各地区风电装机规模和建设进度不断加快，风电在电网中的比重不断提高，原有规定已不能适应需要。为解决大规模风电的并网问题，在风电大规模发展的情况下实现风电与电网的协调发展，特编制本标准。 本标准土要针对大规模风电场接入电网提出技术要求，由风电场技术规定、风电机组技术规定组成。 本标准由国家能源局提出并归口。 本标准主编单位:中国电力工程顾问集团公司 参编单位:中国电力科学研究院 本标准主要起草人：徐小东宋漩坤张琳郭佳李炜李冰寒韩晓琪饶建业佘晓平

海上风电运维,健康和安全

Offshore Project O&M, Health and Safety 海上风电运维，健康和安全
DNV / Royal Norwegian Consulate: Technical Workshop on Offshore Wind DNV / 挪威领事馆：海上风电技术研讨会
Dayton Griffin 20 June 2011

Outline 概述
Operation and Maintenance 运行和维护 Health and Safety 健康和安全 Case Study: Project Risk Analysis 案例研究：项目风险分析
Thursday, 23 September 2010 ? Det Norske Veritas AS. All rights reserved. 2

Considerations for Location of O&M Facility 基于运维设施地点的考虑
Proximity to wind farm 接近风场
- Onshore facility 陆上设施 - Offshore accommodations 海上住宿
24/7 Quayside access 24/7 码头进入 Speed limitations 速度限制 Conflicting traffic 交通冲突 Tidal constraints 潮汐限制 Flexibility of port owner (over 20-year project) 港口拥有者的灵活性（超过20年的项目） Local, skilled workforce 当地有经验的劳动力 Turbine manufacturer requirements 风机生产商的要求 Provision of helicopter service 提供直升机服务 Proximity to airport 接近机场
Thursday, 23 September 2010 ? Det Norske Veritas AS. All rights reserved. 3

风力发电场并网调度协议通用版

协议编号：YTO-FS-PD848 风力发电场并网调度协议通用版 In Order T o Protect Their Own Legal Rights, The Cooperative Parties Negotiate And Reach An Agreement, And Sign Into Documents, So As To Solve Disputes And Achieve The Effect Of Common Interests. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

风力发电场并网调度协议通用版 使用提示：本协议文件可用于合作多方为了保障各自的合法权利，经共同商议并达成协议，签署成为文件资料，实现纠纷解决和达到共同利益效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 目次 第1章定义与解释 第2章双方陈述 第3章双方义务 第4章并网条件 第5章并网申请及受理 第6章调试期的并网调度 第7章调度运行 第8章发电计划 第9章设备检修 第10章继电保护及安全自动装置 第11章调度自动化 第12章调度通信 第13章事故事件处理与调查 第14章不可抗力 第15章违约责任 第16章协议的生效和期限

第17章协议的变更、转让和终止 第18章争议的解决 第19章适用法律 第20章其他 附件一：并网点图示 附件二：风电场技术参数 附件三：风电场设备调度管辖范围划分(略) 附件四：风电场风电机组GPS位置图(略) (协议编号：___________) 并网调度协议 本并网调度协议(以下简称本协议)由下列双方签署： 甲方：_______，系一家电网经营企业，在______工商行政管理局登记注册，已取得输/供电类电力业务许可证(许可证编号：_______)，税务登记号：__________，住所： ___________，法定代表人：______________。 乙方：_______，系一家具有法人资格的发电企业，在__________工商行政管理局登记注册，已取得本协议所指电场(机组)发电业务许可证(许可证编号：_______ )[2]，调度标识编码 ______，税务登记号：____，住所：________，法定代表人： __________。 鉴于： (1)甲方经营管理适于风力发电场运行的电网，并同意

中国风能发展前景广阔

中国风能发展前景广阔 中国目前正处在工业化和城市化发展阶段，现阶段经济增长需要有足 够的能源供应，同时还要满足环境约束。因此，开发新技术新能源，从而优化 能源结构，对中国是一个必须的选择。尤其是在中国石油对外依存不断增大（2010 达到55%），油荒、电荒、气荒等问题接连出现，中国政府提出在2005 年基础上减少40%-45%的碳强度目标的背景下，为了保障能源安全和应对气候变化问题，中国本身具有发展新能源产业的经济动力。 中国有非常丰富的可再生资源，新能源产业的规模迅速扩大。中国的风 能资源很丰富，发展潜力很大。如中国陆地风能（高度50 米）有23.8 亿千瓦，海洋风能大概有2 亿千瓦左右。近年在国家政策的支持下，发电产业取得 快速发展，2010 年底，中国投入运营的风电发电装机容量达到了41800 兆瓦，同比增长62%，超过美国，成为全球风电装机最大的国家。 中国成为风电大国，但还不是风电强国。 近年来，虽然中国风电产业取得了快速发展，但产业整体技术水平与市 场规模不相适应，自主研发不足，产品更新换代太慢等。虽然国内企业已基本 掌握兆瓦级风电机组的制造技术，许多主要零部件国内也能够自己制造。但 是，大功率风机的核心配件的核心技术基本上仍被国外厂商控制。中国的风电 设备制造业需要从技术上与风电规模相适应，做到大而强。 另外，电网接入技术也是制约中国风能发展的主要因素，风电间歇式发 电特点对电网容纳能力提出挑战。中国仅2010 年一年新增风电装机容量就达到1800 多万千瓦，累计装机容量突破了4400 万千瓦，而电网跟不上风电装机的快速发展。风电上网对电网的稳定、备用和长距离输送均有很高的要求，且具有

风电大规模并网对电网的影响

由于风能具有随机性、间歇性、不稳 定性的特点,当风电装机容量占总电网容量的比例较大时会对电网的稳定和安全运行带来冲击。本文针对这一问题,阐述了大规模风电并网后对电力系统稳定性、电能质量、发电计划与调度、系统备用容量等方面的影响。并对风电的经济性进行了分析。 风电并网对电网影响主要表现为以下几方面： 1.电压闪变 风力发电机组大多采用软并网方式，但是在启动时仍然会产生较大的冲击电流。当风速超过切出风速时，风机会从额定出力状态自动退出运行。如果整个风电场所有风机几乎同时动作，这种冲击对配电网的影响十分明显。不但如此，风速的变化和风机的塔影效应都会导致风机出力的波动，而其波动正好处在能够产生电压闪变的频率范围之内(低于25Hz)，因此，风机在正常运行时也会给电网带来闪变问题，影响电能质量。已有的研究成果表明，闪变对并网点的短路电流水平和电网的阻抗比(也有说是阻抗角)十分敏感。 2.谐波污染 风电给系统带来谐波的途径主要有两种：一种是风力发电机本身配备的电力电子装置，可能带来谐波问题。对于直接和电网相连的恒速风力发电机，软启动阶段要通过电力电子装置与电网相连，因此会产生一定的谐波，不过因为过程很短，发生的次数也不多，通常可以忽略。但是对于变速风力发电机则不然，因为变速风力发电机通过整流和逆变装置接入系统，如果电力电子装置的切换频率恰好在产生谐波的范围内，则会产生很严重的谐波问题，不过随着电力电子器件的不断改进，这一问题也在逐步得到解决。另一种是风力发电机的并联补偿电容器可能和线路电抗发生谐振，在实际运行中，曾经观测到在风电场出口变压器的低压侧产生大量谐波的现象。与电压闪变问题相比，风电并网带来的谐波问题不是很严重。 3.电压稳定性 大型风电场及其周围地区，常常会有电压波动大的情况。主要是因为以下三种情况。风力发电机组启动时仍然会产生较大的冲击电流。单台风力发电机组并网对电网电压的冲击相对较小，但并网过程至少持续一段时间后(约为几十秒)才基本消失，多台风力发电机组同时直接并网会造成电网电压骤降。 因此多台风力发电机组的并网需分组进行，且要有一定的间隔时间。当风速超过切出风速或发生故障时，风力发电机会从额定出力状态自动退出并网状态，风力发电机组的脱网会产生电网电压的突降，而机端较多的电容补偿由于抬高了脱网前风电场的运行电压，从而引起了更大的电网电压的下降。

2016-2022年中国海上风力发电市场深度调查与市场全景评估报告

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什么是行业研究报告 行业研究是通过深入研究某一行业发展动态、规模结构、竞争格局以及综合经济信息等，为企业自身发展或行业投资者等相关客户提供重要的参考依据。 企业通常通过自身的营销网络了解到所在行业的微观市场，但微观市场中的假象经常误导管理者对行业发展全局的判断和把握。一个全面竞争的时代，不但要了解自己现状，还要了解对手动向，更需要将整个行业系统的运行规律了然于胸。 行业研究报告的构成 一般来说，行业研究报告的核心内容包括以下五方面：

行业研究的目的及主要任务 行业研究是进行资源整合的前提和基础。 对企业而言，发展战略的制定通常由三部分构成：外部的行业研究、内部的企业资源评估以及基于两者之上的战略制定和设计。 行业与企业之间的关系是面和点的关系，行业的规模和发展趋势决定了企业的成长空间；企业的发展永远必须遵循行业的经营特征和规律。 行业研究的主要任务： 解释行业本身所处的发展阶段及其在国民经济中的地位 分析影响行业的各种因素以及判断对行业影响的力度 预测并引导行业的未来发展趋势 判断行业投资价值 揭示行业投资风险 为投资者提供依据

2016-2022年中国海上风力发电市场深度调查与市场全景评估报告 ?出版日期：2016年 ?报告价格：印刷版：RMB 7000 电子版：RMB 7200 印刷版+电子版：RMB 7500 ?报告来源：https://www.wendangku.net/doc/b814332653.html,/b/dianli/J68941VA3N.html ?智研数据研究中心：https://www.wendangku.net/doc/b814332653.html, 报告目录 据中国风能协会以及世界自然基金会的估算，在离海岸线100公里、中心高度100米的范围内，每秒7米以上的风力给中国带来的潜在发电能力为年均110万亿千瓦，中国风电市场潜力巨大。中国有海上风能资源，海风呼呼地吹着，而且海岸线非常长，中国对能源的需求巨大，这些都为促成海上风力发电提供了条件。海上风电时代已经到来，而且来得非常迅速。2010年2月，中国第一座海上风电场示范工程，也是亚洲第一座大型海上风电场——上海东海大桥10万千瓦海上风电场的34台机组安装完毕，随后于6月全部实现并网发电，为40万家庭提供用电。与此同时，国内首批海上风电项目特许权招标工作于5月正式启动，标志着海上风电在中国的发展进入加速期。2010年因此在许多人眼中是中国海上风力发电元年。不过，中国海上风电的发展面临着挑战。 一方面，中国的（海上）风电行业有很大的扩容潜力，能够大规模采用新的解决方案；但另一方面，中国在这个领域缺乏相关的技术和经验，而且也缺乏在海上进行大规模装机的经验。 在陆地风电连续数年高速增长之后，从2010年开始，我国的海上风电建设也将起步。2010年将把海上风电作为最重要的任务来抓，很快将组织大型海上风电特许权项目的招标。海上风电是风电产业未来发展的前沿，市场前景广阔，我国已具备一定的技术基础，力争2010年在海上风电建方面迈出实实在在的步伐。经过2004年以来的连年翻番，截至2009年年底，我国陆地风电装机已经超过2500万千瓦，位居全球第二。但在海上风电方面，由于运行环境复杂，技术要求高，施工难度大，我国还处于起步阶段，尚未启动规模化

风力发电场并网调度协议(示范协议)

风力发电场并网调度协议(示范 Wind farm Grid Connection Scheduling Protocol (协议范本) 姓名： 单位： 日期： 风力发电场并网调度协议(示范协议) 目次 第1 章定义与解释 第2 章双方陈述第 3 章双方义务第4 章并网条件 第5 章并网申请及受理第 6 章调试期的并网调度第 7 章调度运行 第8 章发电计划 第9 章设备检修 第10 章继电保护及安全自动装置 第11 章调度自动 化第12 章调度通 信 第13 章事故事件处理与调 查第14 章不可抗力

第15 章违约责任 第16 章协议的生效和期限 第17 章协议的变更、转让和终 止第18 章争议的解决 第19 章适用法 律第20 章其他 附件一：并网点图示 附件二：风电场技术参数 附件三：风电场设备调度管辖范围划分(略) 附件四：风电场风电机组GPS 位置图(略) 并网调度协议 本并网调度协议(以下简称本协议)由下列双方签署： ，住所：，法定代表人：。 乙方：，系一家具有法人资格的发电企业，在 工商行政管理局登记注册，已取得本协议所指电场(机组)发电 业务许可证(许可证编 号：)[2]，调度标识编码，税务登记号：，住所：，法定代表人：。 鉴于： (1)甲方经营管理适于风力发电场运行的电网，并同意乙方风力发电场根据 本协议的约定并入电网运行。 (2)乙方在拥有/兴建/扩建[3]经营管理总装机容量为 兆瓦(MW)的 风力发电场(以下简称风电场)，并同意根据本协议的约定将该 风电场并入甲方电网运行。

为保证电力系统安全、优质、经济运行，规范调度和并网运行行为，维护协 议双方的合法权益，根据《中华人民共和国电力法》、《中华人民共和国合同法》、《中华人民共和国可再生能源法》、《中华人民共和国节约能源法》、《电网调 度管理条例》、《节能发电调度办法(试行)》以及国家其他有关法律、法规，本着 平等、自愿、诚实信用的原则，双方经协商一致，签订本协议。 第1 章定义与解释 1.1本协议中所用术语，除上下文另有要求外，定义如下： 1.1.1电网调度机构：指电力调度(通信或控制)中心，是依法对电 力系统运行进行组织、指挥、指导和协调的机构，隶属甲方。 1.1.2 1.1.3并网点：指风电场与电网的连接点(见附件一)。 企业公民常用合同 1.1.4首次并网日：指风电机组与电网并网运行的第一天。 1.1.5并网申请书：指由乙方向甲方提交的要求将其风电场(机组)并入电网 的书面申请文件。 1.1.6并网方式：指风电场(机组)与电网之间一次系统的连接方式。 1.1.7功率变化率：在单位时间内风电场输出功率变化量。 1.1.8风电场运行集中监控系统：指风电场用以监视、控制风电机组及其 他场内设备运行状态;接受并执行调度机构下发的有功、无功功率调整、风电 机组启停等指令;上传风电机组及公用系统运行状态、参数等信息;上报实时风能 监测 系统、风电功率预测系统数据;申报检修计划、风电功率申报曲线等计算机监视、 控制、信息系统的统称。 1.1.9风电场并网技术支持系统：指风电场运行中用以保证风电机组及风 电场符合并网运行要求，并网点电能质量符合国家及行业要求的设施，能够实现 风电场有功控制功能、无功及电压控制功能、电能质量控制功能、紧急情况下 的安 全停机功能等。

海上风电项目的“一体化设计”难点分析

海上风电项目的“一体化设计”难点分析 自从我国风电行业开始涉足海上项目以来，“一体化设计”的概念一直被广泛传播。这个最初源于欧洲海上风电优化设计的名词，相信无论是整机供应商、设计院，还是业主、开发商，都在各种场合不止一次地使用或者听到过。 而对于“一体化设计”的真正内涵以及国内风电项目设计中阻碍“一体化设计”目标实现的因素，并不是每个使用这个词的人都能说得清楚，甚至很多从业者把实现“一体化建模”等同于实现“一体化设计”，对该设计解决和优化了哪些问题也缺乏探究，不利于未来通过“一体化设计”在优化降本上取得切实成效。 本文对当前海上风电行业在“一体化设计”方向上需要解决的部分客观问题加以描述，以增进行业对此的了解，并提出可能的研究方向。 “一体化设计”的内容和意义 “一体化设计”是把海上风电机组，包括塔架在内的支撑结构、基础以及外部环境条件(尤其是风况、海况和海床地质条件)作为统一的整体动态系统进行模拟分析与校核，以及优化的设计方法。运用这种方法，不仅能更全面地评估海上风电设备系统的受力状况，提升设计安全性，也能增强行业对设计方案的信心，不依赖于过于保守的估计保证设计安全，为设计优化提供了空间，有利于系统的整体降本。

根据鉴衡认证对某5.5MW 四桩承台机组模拟测算的结果，相比现有的机组与基础分离迭代的设计方法，海上风电一体化设计能够进一步优化整体结构(见表1)。在平价上网压力下，“一体化设计”是海上风电行业降本的必然途径之一。 “一体化设计”难点分析 目前，机组和基础的设计分别由整机供应商、设计院负责。想要实现真正的“一体化设计”，仍有以下几个方面必须做到统一：设计标准、建模一体化、工况设定与环境条件加载的一体化以及动态载荷的整体提取。 一、标准一体化 当下，海上风电行业涉及的标准较多，与风电机组设计相关的主要是IEC61400系列国际标准及其对应国标，设计院的基础设计主要受港工设计标准(如：JTJ215、JTS167-4 等)以及部分行业标准(如：NB-T10105 等)的约束。国际标准从整体设计的角度，对基础的设计方法一并明确了要求，但其与港工设计标准、行业标准在一些要求或指标上存在重叠与冲突。其中一个比较突出的例子是，在极限载荷上，风电行业的国际标准通常使用1.35 的安全系数，而国内港标、行标使用1.4、1.5 的安全系数，从而增加了基础的成本。行业正在积极推进这些标准的统一化工作，例如，提出一些风电专属标准，以解除设计院受到的束缚。 二、建模一体化 海上风电机组、基础与多种外部环境条件是一个统一的整体，对这些结构和边界条件进行整体建模仿真是“一体化设计”最基本的要求，因为只有这样才能充分考虑机组和基础的整体动力学响应，并且有可能实现设计优化上的整体调整和全局寻优。目前，很多项目或多或少都会开展一体化建模工作，并将其作为完成了“一体化设计”的标志。但是如果因此就忽视了其他问题，可能让行业对“一体化设计”的理解过于狭隘。受限于机组和基础设计责任主体分离的现状，即使仅对“一体化建模”这一项，关注点也不应为有没有进行整体建模仿真，而是是否实现了全局寻优。 随着整机企业研发能力的提升，设计院合作模式的开放，以及第三方在其中可以起到的知识产权保护和协调粘合的作用，全局优化是可能实现的。由于基础模型相对于机组模型更易于开放，因此，这个任务更多地有赖于整机供应商机组整体设计能力的提升，以及他们能够影响设计院基础设计的程度。

中国风力发电的发展现状及未来前景要点

中国风电发展现状及前景 前言 随着能源与环境问题的日益突出，世界各国正在把更多目光投向可再生能源，其中风能因其自身优势，作为可再生能源的重要类别，在地球上是最古老、最重要的能源之一，具有巨大蕴藏量、可再生、分布广、无污染的特性，成为全球普遍欢迎的清洁能源，风力发电成为目前最具规模化开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电方式。 风，来无影、去无踪，是无污染、可再生能源。一台单机容量为1兆瓦的风电装机与同容量火电装机相比，每年可减排2000吨二氧化碳、10吨二氧化硫、6吨二氧化氮。随着《可再生能源法》的颁布，中国已把风能利用放在重要位置。 一、国内外风电市场现状 1.国外风机发展现状 随着世界各国对环境问题认识的不断深入，可再生能源综合利用的技术也在不断发展。在各国政府制订的相应政策支持和推动下，风力发电产业也在高速发展。截至2011年底，世界风电装机量达到237669MW，新增装机量43279MW，增长率22.3%，增速与2010年持平，低于2009年32%的增速。由表一，可以看出中国风电装机量62364MW，远远超过世界其他各国装机量，而德国依然是欧洲装机量最多的国家。从图表三中，很明显的看出，从2001年到2004年，风电装机增速是在下降的，2004年到2009年风电有处于一个快速发展期，直到近两年风电装机的增速又降为22%左右，可见风电的发展正处在一个由快速扩张到技术提

升的阶段。 图表 1 世界风电装机总量图 图表 2 世界近10年新增装机量示意图

图表 3 世界风电每年装机量增速

图表 4 总装机量各国所占份额

图表 5 2011年新增装机量各国所占份额 2.国内风电发展现状 中国的风电产业更是突飞猛进：2009年当年的装机容量已超过欧洲各国，名列世界第二。2010年将新增1892.7万kW，超越美国，成为世界第一。2011年装机总量到达惊人的62364MW。在图6中可以看出，中国风电正经历一个跨越式发展，这对世界风电的发展起到了至关重要的作用。然而，图8 中，我们能够清楚的看出自2007年以后，虽然新增装机量很大，但增速却明显下降，而其他国家，比如美国、德国，这些年维持着一个稳定的增速。由此，我们应该意识到，我国风电，尤其是陆上风电，正在进入一个转型期，从发展期进入成熟期，从量的追求进入到对质的提升。 图表 6 中国每年风电装机量示意图

风电并网稳定性开题报告

南京工程学院 毕业设计开题报告 课题名称：风力发电场并网运行稳定性研究 学生姓名：李金鹏 指导教师：陈刚 所在院部：电力工程学院 专业名称：电气工程及其自动化 南京工程学院 2012年3月5日

说明 1．根据南京工程学院《毕业设计(论文)工作管理规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。 2．开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5．开题报告检查原则上在第2～4周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。

毕业设计(论文)开题报告 学生姓名李金鹏学号206080923 专业电气工程及其自动化指导教师姓名陈刚职称讲师所在院部电力工程学院课题来源自拟课题课题性质工程研究课题名称风力发电场并网运行稳定性研究 毕业设计的内容和意义 内容： 早期风电的单机容量较小，大多采用结构简单、并网方便的异步发电机，直接和配电网相连，对系统影响不大。但随着风电场的容量越来越大，对系统的影响也越来越明显，而风电场所在地区往往人口稀少，处于供电网络的末端，承受冲击的能力很弱，给配电网带来谐波污染、电压波动及闪变等问题。 因此以恒速恒频异步风力发电机组成的风电场为研究对象，建立风力发电系统的线性化状态方程。研究包含风电场的电力系统潮流算法，利用MATLAB及其仿真平台实现电力系统潮流计算以及机电暂态仿真。分析比较各种潮流算法的优缺点。建立简单系统的小干扰稳定分析线性化状态方程，得出了状态矩阵元素的参数表示形式。用特征值分析方法研究大型风电场接入电网后的系统小干扰稳定问题。分析风电场改变对系统小干扰稳定性的影响。采用时域仿真方法研究大型风电场接入电网后的系统暂态稳定问题。 意义： 据国际能源署统计，全球风力发电机总装机容量1999年的2000兆瓦增加到2005年的60000兆瓦，世界风能市场装机资金达450亿欧元，提供50万个就业岗位。风能这种清洁能源每年可以减少2.04亿吨的二氧化碳排放量。 随着风电装机容量的增加，在电网中所占比例的增大，风能的随机性、间隙性特点，和风电场采用异步发电机的一些特性，使稳态电压值上升、过电流、保护装置的动作误差，电压闪变、谐波、浪涌电流造成的电压降落，从而使得风电的并网运行对电网的安全，稳定运行带来重大的影响。其中最为突出的问题就是使风电系统的电能质量严重下降，甚至导致电压崩溃。风电场脱网事故频发，对电网安全运行构成威胁，所以进行风力发电并网运行稳定性研究是非常必要的。

浅谈海上风电运维工作安全管理

浅谈海上风电运维工作安全管理 发表时间：2019-07-18T09:28:45.947Z 来源：《科技尚品》2019年第2期作者：刘振宇 [导读] 随着海上风电高速发展，开展海上风电风险管理研究，提出针对性的安全管理措施，基于现有安全管理模式，不断优化完善安全管理工作以适应海上风电运维安全需求，实现海上风电安全管理可控在控。 国家电投集团江苏海上风力发电有限公司 前言 2009年国家正式启动了江苏沿海千万千瓦级风电基地的规划工作，十年来，江苏沿海已陆续建设完成了多个海上风电常随着海上风电建设高速发展，海上运维工作已成为海上风电行业关注的焦点。国内海上风电运维工作尚处于起步阶段，各类安全风险逐渐暴露，加强海上风电运维期间的安全管理显得尤为重要。 一、江苏沿海海上风电特点 近几年海上风电，逐渐向远海发展，呈现明显的离岸化、深水化、规模化，运维难度也阶梯式的加大，远远超出常规陆上风电。因交通运维船舶发展滞后，海上航行往返航程越来越场，海洋环境的复杂，作业时间及其有限；此外因专业人员缺乏，人才培养滞后于行业发展，危险系数也越来越高。如何开展海上风电运维安全管理，确保企业安全长效稳定发展，成为海上风电行业面临的新课题。 二、海上风电运维的主要风险因素 （一）气象多变且海洋环境复杂 江苏属于温带向亚热带的过度性气候，气象灾害较多，影响范围较广，暴雨、强对流、雷电、大雾等恶劣天气频发，这些恶劣天气，还存在着一定的突发性，给海上风电运维带来了极大的不确定因素。 此外，台风为我国东南沿海所特有的风险因子，虽然目前尚未有海上风电场受到台风正面袭击的案例，但近年来，台风造成沿海风电场安全事故的案例并不少见，行业对于台风的研究还处于初级阶段。2018年密集登陆的台风，对海上风电场形成了不小威胁，台风"玛莉亚"直接导致沿海两起风电倒塔，给所有海上风电建设者敲响警钟。 此外还有风浪的影响，船只出航、登靠风机等都对风速、浪高以及可视条件等有原则要求，增加了海上运维的难度。 （二）运维船舶专业化水平较低 运维交通船是海上风电运维的主要装备。国外，专业运维船作为最重要的可达性装备被普遍应用到各海上风电场，有单体船、双体船以及三体船等船型。国内海上风电刚刚起步，运维船也处于起步阶段，虽然各个风场陆续有专业运维船投入使用，但目前仍然以普通交通船，作为主要运输工具，存在耐波性差，靠泊能力差等缺点，运送能力底，难以满足抗风浪、防撞击、海上施救等安全航行要求，安全风险大。 （三）人员落水和挤压风险高 人员落水和挤压风险主要存在于船舶海上航行和靠离风机塔基两个重要环节。目前，一般采用顶靠方式供维护人员登离风机基础，即船首端顶靠船桩。期间，受风、浪、流等因素影响，运维船的顶靠和人员的登乘的安全难以得到充分的保障，存在人员挤压、落水风险。 （四）海上应急救援能力发展慢 海上风电场多数为无人操作和值守，发生突发意外情况，救援人员很难及时赶到现常多数运维船舶船速仅有12节左右，个别船舶速度更慢，极大影响了救援的黄金时间。海上突发火灾也由于风机的安装高度和及其构造特性，均缺乏有效的灭火措施，常备的船舶消防设施，射程根本达不到风机高度。风电火灾主要立足于自救，但部分风机未配置主动灭火装置，一旦发生火灾事故，依靠手持式灭火器等无法自行施救。 （五）人员专业化技能水平不足 海上风电涉及海洋工程、船舶、电力等多个行业，专业水平要求高，员工必须有较高的专业知识、技术业务水平。目前，海上风电正处于高速发展阶段，还未形成一套行之有效的与其自身风险特征相适应的安全管理模式。同时，海上风电安全技术、法规与标准还不够完善，安全监督管理缺少相应的依据和手段。此外，运维人员大多以前从事陆上风电或者整机制造风电设备厂家，缺乏海上作业经验，行业也缺少相应的准入要求，给安全管理增加了难度。 三、海上风电安全管理措施建议 基于上述风险，提出具体的安全管理措施尤为必要，下面介绍一些针对海上风电运维的安全管理措施和工作规划。 (一)强化安全生产责任制，优化生产运维安全管控 首先要贯彻落实安全生产保证、监督、支持三个体系的责任，建立的覆盖全员的岗位安全生产责任制，逐级签订安全生产责任书，明确安全工作目标、指标，全面落实安全责任。一方面不断加大安全生产保证体系的主体责任，自主开展安全管理工作的良好氛围。另一方面发挥安全生产支持体系的作用，以服务保证体系安全管理为核心，开展日常工作，保障人员、机械、材料、制度等及时到位，实现基层组织、基础工作、基本技能稳步提升。第三方面，足额配备高素质的安全监管人员，通过开展检查、旁站、指导、考核等工作，以高压态势对生产运维工作进行管控，约束运维工作中的不安全行为或状态，保障生产运维工作可控在控。 （二）自建船舶，委托专业船机服务公司规范管理 为保障出海安全，大力推动专业的海上风电运维船投入，如："电投01""风电运维5"、"广核1号"等。该类船目前设计时速最快已达到25节，大大缩短了风场的往返航行时间。同时，为船舶配备的英国MAXCCESS抱桩舷梯，采用的是抱桩登塔方式，或者配备其他辅助装置，确保船梯和塔梯相连，使上下风塔的安全系数大幅提高。让专业的人干专业的是，委托专业的船机服务公司，对船舶进行专业化管理，加强与海上航行单位的交流、检查、管理，有力保障海上交通安全，防控重大风险。 （三）丰富安全培训教育，提升员工安全技能水平 除了常规的三级安全教育和年度复训、各类取证培训、专项安全培训外，开展海上专业的应急救援培训，以及海上作业安全专项培训，海上应急救援综合能力培训，游泳技能培训，并邀请CCS等海上经验丰富的人员开展专题讲座，全面提高作业人员的安全技能和安全意识。此外，积极加强与国外海上风电公司、中海油等有着丰富经验与实践的单位的交流活动，学习借鉴先进，提升安全管理水平。