欧洲海上风电并网技术分析与政策解读

海上风电输电与并网关键技术研究

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/d25769957.html, 海上风电输电与并网关键技术研究 作者：高垚 来源：《河南科技》2018年第19期 摘要：风力发电是新能源领域中最成熟的发电方式之一，相关行业也获得了较快的发 展。海上自身具有丰富的风力资源特征，因此，关于海上风电的输入电能和并网问题逐渐成为风电发展的主要研究方向，并引起了相关专业人士的关注和重视。对此，本文从海上风电输电与并网关键技术的角度出发，对其进行深入、详细的探讨，以便从中寻找更多新颖、高效的方法，从而推动海上风电相关电网行业持续不断向前发展。 关键词：海上风电；并网；关键技术 中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）19-0139-02 Research on Key Technologies of Offshore Wind Power Transmission and Grid Connection GAO Yao （Fujian Zhongmin Offshore Wind Power Co.， Ltd.，Putian Fujian 351100） Abstract： Wind power generation is one of the most mature power generation modes in the new energy field， and the related industries have also gained rapid development. The sea itself has rich characteristics of wind resources. Therefore， the problem of the input power and grid connection of the offshore wind power has gradually become the main research direction of the development of wind power， and it has aroused the concern and attention of the related professionals. From the point of view of the key technology of offshore wind power transmission and grid connection， this paper made a thorough and detailed discussion on it so as to find more novel and efficient methods， so as to promote the continuous development of the offshore wind power related power grid industry. Keywords： offshore wind power；grid connection；key technologies 伴隨社会经济的快速发展，能源的消耗量也呈现出上升的趋势，以往石油、煤炭等相关资源的过度开发，使得人们不得不积极寻找、探索新能源。新能源种类非常多，如风力资源具有绿色环保的重要作用，是一种可循环使用的能源，因此，风力资源逐渐引起了相关部门的重视。近些年，随着科学技术的不断进步，风力发电开始逐步向海上风电这个方向发展。然而，我国海上风电还处于发展阶段，自身存在很多不足之处，需要对其进行改善，尤其是海上风电并网相关技术，对整个海上风电电网行业的长久发展具有重要作用。

海上风力发电发展现状解读

海上风电发展 大纲： 一、国外海上风电发展现状及各国远景规划 二、海上风电的特点与面临的困难 三、海上风电发展的关键技术 四、国外海上风电发展现状及各国远景规划 目前已进入运营阶段的海上风电场均位于西北欧，西班牙和日本也建立了各自的首个试验性海上风电场。截至2006年6月，全球共建立了24个海上风电场，累计安装了了402台海上风机，总容量805MW，年发电量约2,800,000,000千瓦时。 西北欧地区的海上风电场布局如下图所示，红色标志由兆瓦级风机构成的运营风电场，紫红色标志由小容量风机构成的运营风电场，而灰色则标志已完成规划的在建风电场。 图1 西北欧海上风电场 已投入运营的大规模海上风电场大多集中在丹麦和英国。其中丹麦海上风电总装机容量达426.8MW，其次是英国339MW，共计现有海上风电装机容量的95%。而德国早在2004年就在北海的Emden树立了首台Enercon的4.5MW风机，西班牙也于今年在其北部港市毕尔巴鄂树立了5台Gamesa 2MW风机。美国已经规划的三个海上风电场Cape Cod，Bluewater Wind，Nai Kun正处于不同阶段的论证与评估阶段，其中Cape Cod风电场将于2009年正式投入运营。 由此可见，各风电大国都不约而同地把注意力集中到海上风电开发的技术研发与运营经验实践中，以图控制海上风电发展的制高点。 根据欧盟的预测，到2020年欧洲的海上风电场总装机容量将从现有的805兆瓦增长到40,000MW。相比之下，过去7年来欧洲海上风电装机容量的年增长率约为35%。欧盟指派的工作组预测欧洲的海上风电潜力约达140,000MW。

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

浅谈国内外海上风电

浅谈国内外海上风电 1、国内外海上风电的发展以及背景 丹麦1991年建成了全球第一个海上风电场，该风电场运行超过了20年的运营。除此之外，丹麦有全球最大的海上风电开发商、最大的海上风机供应商以及研发中心。 截止至2013年底英国以3,681MW累计海上风电装机容量排名第一，占市场份额56%。丹麦排名第二，装机容量为1,271MW，占欧洲市场19%,比利时以571MW容量排名第三(8.7%)，德国520MW排名第四(8%)，荷兰(247MW:3.8%)，瑞典(212MW: 3.22%)，芬兰(26MW：0.4%)，爱尔兰(25MW)，挪威(2.3 MW)，西班牙(5MW)，葡萄牙(2MW)。 海上风电由于其资源丰富、风速稳定、对环境的负面影响较少；风电机组距离海岸较远，视觉干扰小；允许机组制造更为大型化，从而可以增加单位面积的总装机量，可以大规模开发等优势；一直受到风电开发商的关注。但是，海上风电施工困难、对风机质量和可靠性要求高。中国陆地风资源有限，好的风资源区域由于电网的局限性导致电能过剩。内陆或沿海风资源较差。国外由于自然条件的限制不得不往海上发展。海上风电发展的主要瓶颈发电成本，海上风电场总投资成本一般比陆上风电场总投资成本高出2倍左右，其中基础、安装及电网接入成本远远大于陆上。虽然建设成本相对较高，但海上风电场拥有优越的风资源，不占用陆地面积等

显著优点，它的经济价值和社会价值正得到越来越多的认可。同时海上风电场安装容量的增加、风机尺寸和风机布置规模的扩大、大功率风机的研制开发和安装运输技术的成熟，海上风电成本及运营成本也在逐步下降，海上风电将得到进一步的发展。 目前全球海上风电总装机规模已经突破700万千瓦，主要分布于欧洲国家，而英国是其中装机规模最大的，总装机容量达到370万千瓦，占到全球海上风电总装机的一半以上。英国是一个岛国，拥有非常长的海岸线资源，这为其发展海上风电提供了良好的条件。英国政府的目标是到2020年，海上风电装机达1300万千瓦。 英国海上风电未来发展的空间较大，但是也面临资金短缺、发电成本居高不下的困境，英国政府在政策方面以及资金方面极大的推动海上风电的发展，但是英国海上风电的未来还是一个巨大的问号，需要更进一步的探索。 当海上风电上网电价终于出台后，聚集在2014上海国际海上风电及风电产业链大会暨展览会上的风电行业的业内人士再也按捺不住，他们纷纷表达自己对这一具有划时代意义电

风电光伏技术标准清单

风力发电工程 序号专用标准名称标准编号备注 一综合管理 1 风力发电工程质量监督检查大纲国能安全[2016]102号2016-04-05实施 2 风力发电工程建设监理规范NB/T 31084-2016 2016-06-01实施 3 风力发电工程施工组织设计规范DL/T 5384-2007 4 风电场工程劳动安全与工业卫生验收规范NB/T 31073-20152015-09-01实施 5 风力发电企业科技文件归档与整理规范NB/T 31021-2012 二社会监督 1 电力业务许可证管理规定国家电监会令第9号2005-10-13实施 关于印发风电场工程竣工验收管理暂行办法和风电场项目后评 2 国能新能[2012]310号 价管理暂行办法的通知 三消防工程 1 风力发电机组消防系统技术规程CECS 391:20142015-05-01实施四风电工程专用标准 1 设计标准 风电场工程勘察设计收费标准NB/T 31007-2011 风电场工程可行性研究报告设计概算经编制办法及计算标准FD 001-2007 风电场工程等级划分及安全标准（试行）FD 002-2007 风电机组地基基础设计规定（试行）FD 003-2007 风电场工程概算定额FD 004-2007 风力发电场设计规范GB 51096-20152015-11-01实施风力发电厂设计技术规范DL/T 5383-2007 风电场设计防火规范NB 31089-20162016-06-01实施风力发电机组雷电防护系统技术规范NB/T 31039-2012 风电机组低电压穿越能力测试规程NB/T 31051-2014 风电机组电网适应性测试规程NB/T 31054-2014 风力发电机组接地技术规范NB/T 31056-2014 风力发电场集电系统过电压保护技术规范NB/T 31057-2014

截至2017年8月我国在建海上风电项目概况

截至2017年8月我国在建海上风电项目概况

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截至2017年8月我国在建海上风电项目概况 截止2017年8月31日，我国开工建设的海上风电项共19个，项目总装机容量4799.05MW。项目分布在江苏、福建、浙江、广东、河北、辽宁和天津七个省（市、区）海域，其中江苏8个在建项目共计2305.55MW，福建6个在建项目共计1428.4MW，浙江、广东、河北、辽宁和天津分别有1个在建项目。 在建的19个海上风电项目里，使用（拟使用）上海电气机组总容量为2232MW；使用（拟使用）金风科技机组总容量为964.15MW；使用（拟使用）明阳智慧能源机组总容量为567MW；使用（拟使用）远景能源机组总容量为400.8MW；使用中国海装机组总容量为110MW；使用西门子歌美飒机组总容量为90MW。 一、华能如东八角仙300MW海上风电项目 华能如东八角仙300MW海上风电项目 开发商：华能如东八仙角海上风力发电有限责任公司。 项目概况：项目位于江苏省南通市如东县小洋口北侧八仙角海域，分南区和北区两部分，共安装风电70台，总装机容量302.4MW，配套建设两座110千伏海上升压站和一座220千伏陆上升压站。北区项目面积36平方千米，平均岸距15千米，平均水深0-18米，装机容量156MW，安装14台上海电气SWT-4.0-130机组和20台中国海装5.0MW机组（H171-5MW、H151-5MW两种机型都有安装），北区装机共34台；南区项目面积46平方千米，平均岸距25千米，平均水深0-8

中国海上风电行业发展现状分析

中国海上风电行业发展现状分析在过去的十年中，风力发电在我国取得了飞速的发展,装机容量从 2004年的不到 75ＭＷ跃升至 2０15上半年的近 125GＷ,在全国电力总装机中的比重已超过7％，成为仅次于火电、水电的第三大电力来源。 2014 年全球海上风电累计容量达到了 875９MW，相比２０13 年增长了24.3%。截至２01４年底全球91%（８０45MW）的海上风机安装于欧洲的海域,为全球海上风电发展的中心。我国同样具备发展海上风电的基础,目前标杆电价已到位，沿海省份已完成海上风电装机规划，随着行业技术的进步、产业链优化以及开发经验的累积，我国海上风电将逐步破冰，并在“十三五”期间迎来爆发，至202０年30GW的装机目标或将一举突破。 陆上风电的单机容量以 1．5MW、2MW类型为主，截止至2０14年我国累计装机类型统计中,此两种机型占据了８3％的比例。而海上风电的机型则以２.5~5MW为主，更长的叶片与更大的发电机,对于风能的利用率也越高。 20１4年中国不同功率风电机组累计装机容量占比 ２０１4年底中国海上风电机组累计装机容量占比

在有效利用小时数上，陆上风电一般为１８００~２200h，而海上风电要高出20%~30％，达到２50０ｈ以上，且随单机规模的加大而提高。更强更稳的风力以及更高的利用小时数,意味着海上风电的单位装机容量电能产出将高于陆上。 我国风电平均利用小时数及弃风率 根据中国气象局的测绘计算,我国近海水深 5-5０米范围内，风能资源技术开发量约为５０0ＧW(扣除了航道、渔业等其他用途海域,以及强台风和超强台风经过 3 次及以上的海域) 。虽然在可开发总量上仅为陆上的 1/5,但从可开发/已开发的比例以及单位面积可开发量上看,海上风电的发展潜力更为巨大，年均增速也将更高。 一、全球海上风电发展现状 2014年全球海上风电累计容量达到了87５9MW,相比201３年增长２4．3%。在新增装机量上,２014全球新增装机1713ＭW,相比２0１3年的１567MW更进一步。欧洲为全球海上风电发展的中心。 201４年全球新增装机容量的１７13MW中,英国、德国、比利时共占了 1483.4ＭW，占比 8６.6%；其余为我国的 229.3MＷ,以及其他一些国家的小容量试点项目。

海上风电并网关键技术及标准研究分析

海上风电并网关键技术及标准研究分析

我国海上风能资源丰富、利用小时数高，近海可开发量超过7.5亿千瓦。陆上风电开发放缓，海上风电将在我国清洁能源开发中扮演愈发重要的角色。 课题名称：海上风电场送电系统与并网关键技术研究及应用 （2013AA050601） 所属项目：国家863计划 “先进能源” 技术领域 海上风电电力输送、施工和浮动式基础关键技术研究与示范 。 起止时间：2013年02月28日-2017年02月27日 课题总体目标：掌握海上风电场汇集与并网系统优化设计及运 行控制关键技术，建设用于海上风电场集电及送出系统的海缆 过电压和保护试验平台，开发出具有自主知识产权的海上风电 功率预测、远程集群控制和安全防御系统，并实现示范应用。

高压交流海缆电容效应明显，多无功源协调控制复杂，电压精准控制难。研究海上风电场复杂电气环境下的无功/电压分布特征，以电压波动最小和场内有功损耗最小为两阶段控制的优化目标，制定基于预决策+再决策相结合的无功电压精准控制策略，实现运行电压控制精度提高，平均网损降低30%。 （1）海上风电场无功电压精准控制 LC αω=211 cos U k l U α== 首端末端

通过协调分配各台风电机组和动态无功容量，优先发挥风电机组无功调节能力，提出基于场内多无功源的机/场双层无功协调故障穿越控制策略，故障期间提高了暂态支撑能力，故障切除后过电压得到有效抑制。 （2）海上风电场分层自治的故障穿越控制技术 故障期间：低电压穿越 机组层：退出crowbar，转子电流 P、Q分量协调控制 场站层：STATCOM和机组无功协调分配故障切除后：高电压穿越 STATCOM输出感性无功，平衡过剩无功。

风电相关国家标准整理

国家相关标准 风力发电机组功率特性测试 主要依照IEC61400-12-1:2005风电机组功率特性测试是目前唯一一个正式版本电流互感器级别应满足IEC 60044-1 电压互感器级别应满足IEC 60186 功率变送器准确度应满足GB/T 13850-1998要求，级别为0.5级或更高 IEC 61400-12-1 功率曲线 IEC 61400-12-1 带有场地标定的功率曲线 IEC 61400-12-2 机舱功率曲线 IEC 61400-12 新旧版本区别 对于垂直轴风电机组，气象桅杆的位置不同 改变了周围区域的环境要求 改变了障碍物和临近风电机组影响的估算方法 使用具有余弦相应的风速计 根据场地条件将风速计分为A、B、S三个等级 根据高风速切入和并网信号可以得到两条功率曲线 风速计校准要符合MEASNET规定 风速计需要分级 电网频率偏差不超过2HZ 场地标定只能通过测量，不能用数值模拟 场地标定的每一扇区分段至少为10° 可以同步校准风速计 改进了对风速计安装的描述 通过计算确定横杆长度 增加针对小型风机的额外章节 MEASNET标准和旧版IEC61400-12标准区别 使用全部可用的测量扇区，否则在报告中说明 不允许使用数值场地标定 场地标定更详细的描述，包括不确定度分析 只允许将风速计置于顶部 风速计的校准必须符合MEASNET准则 不使用AEP不完整标准 轮毂高度、风轮直径、桨角只能通过测量来判定，不能按照制造商提供的判定报告中必须提供全方位的照片 IEC61400-12-1：Power performance measurement for electricity producing wind turbine(2005)风电机组功率特性测试 可选择：场地标定 IEC61400-12-2：Power curve verification of individual wind turbine,单台风电机组功率曲线验证（未完成）

海上风电全球研发资源分布

全球海上风电创新资源分布研究报告 随着能源、环境问题的日益迫切和风能技术的不断成熟，全球海上风电行业从探索阶段逐渐走向成熟，已驶入快速增长轨道，步入投资繁荣时代。 目前我国海上风电已经处于起步阶段，正通过开展示范性项目积累经验。有利的一点是，当前海上风电在全世界仍然是一个较为年轻的产业，普遍存在高投入、高风险的特点，即使在那些技术领先的国家也尚未成熟。从专利上看，专门针对海上风电技术的专利在全部风电专利中所占比例还不大；在海上风电工程实践中，目前很多方面还没有完整的技术规范，这正是当前我国风电企业可以抓住的机会，积极参与研发与生产，力争在世界风电产业中占有一席之地。 海上风力发电是一个综合了空气动力学、电力电子、自动控制、机械制造、材料学、海洋气象、海洋腐蚀、现代化运输、信息管理等多个学科的新能源技术，具体来说涉及风电设备、零部件、控制系统、海上基础工程、海上运输安装、输配电与并网、机组防腐蚀等。这些技术创新成果都被各国研发机构申请了国际专利保护。 本报告的主要目的是根据对世界范围内海上风电专利状况的分析，从中了解该领域中全球主要技术创新机构与研发人才，以期为我国各级政府、特别是青岛市引进国外先进技术与人才、推动该产业发展提供事实性参考依据 本研究以专业的专利分析方法获取有关全球海上风电创新研发机构与相关人才信息。 本研究专题的数据来源为ORBIT专利家族数据库FAMPAT（95个国家及专利授权机构）全文数据库（包括中、日、美、欧等21个国家及专利授权机构）；分析工具为法国QUESTEL公司的ORBIT系统，该系统包含了世界上最新的专利情报，专利数据7000万，专利家族数据4000万。 检索策略： (OFFSHORE OR (OFF W SHORE) OR COASTOR SEA OR SEABEDOR SEABOTTOM OR SEACOASTOR SEAFLOOR OR OCEAN OR MARINE)/BI/SA AND (WIND OR WINDFARM OR WINDPARK OR WINDMILL OR WINDPOWER OR WINDPLANT)/BI/SA/CLMS AND (POWER OR ENERGY OR ELECTRIC OR TURBINE or BLADE or GENERATOR or (ELECTRIC d GENERAT) or (ENERGY w PRODUCT) or (ELECTRIC d ENERGY)) 本研究报告在专利检索分析过程中充分运用了技术关键词、专利权人、IPC(国际专利分类)、发明人等多个途径获取相关信息。共计获得3100余件专利家族。 一、全球海上风电研发机构情况 一般来说，持有专利的数量是研发机构的科技与产业实力的直接体现。图1按专利数量列出了全球排前20位的海上风电技术研发机构，绝大多数是国际风电业巨头。其中德国公司6家、日本公司3家，美国2家，丹麦、瑞典、挪威、法国、韩国各1家。

重磅!国内最大的海上风电项目将在我市沿海全面建成

重磅！国内最大的海上风电项目将在我市沿海全面建成！ 鲁能东台海上风电项目自去年底首批机组并网发电以来，不断加快风机安装速度，从基础桩的施工，风机的吊装，到并网发电前的检测调试，各班组套搭进行，目前整个项目进展顺利，预计9月份将全面竣工投入运行。 在鲁能东台海上风电场项目的陆上集控中心，这里有我国单位容量最大、离岸距离最远、电压等级最高、海况最复杂的海上风电项目。这个项目的50台风机已经有26台并网发电，每个月的发电量达到了2400多万度。 鲁能东台海上风电项目位于东沙沙洲东南部，场区中心离岸距离36公里，总装机容量200兆瓦，共布置50台4兆瓦风机、一座220千伏海上升压站和一座陆上集控中心。该项目于2016年4月开工建设，当年12月首批机组并网发电，创造了“当年开工、当年并网发电”的海上风电建设新速度。 我国海上风电项目还处于起步阶段，鲁能东台项目在国内在建海上风电项目中单体容量最大，自重达2300吨的220千伏海上升压站也是目前国内电压等级最高，项目在施工过程中遇到的困难也是前所未遇。 跟随记者来到位于集控中心二楼的中控室，通过记者身后的大屏，可以清楚的看到海上升压站以及海上风机的一些基本运行情况。就像我们人类的大脑一样，负责控制和维

护整个风电项目的正常运行。 集控中心是整个项目的中枢神经，可实现对海上风机、升压站、220KV海缆远程实时监控，在国内海上风电领域，设备集成度高、技术超前、科技含量高，具有一定的引领和示范效应。项目运行过程中出现的许多隐患都是在这里被及时发现并解决的。 在抓好并网机组运行的同时，鲁能公司抢抓施工有利条件，推进在建项目建设。目前已完成42台桩基施工，27台风机吊装，其中26台已经并网发电，预计9月底可实现50台风机全部并网发电。 鲁能东台海上风电场场长裴波告诉记者，项目建成后，年上网电量将达到亿度，等效满负荷小时数2642小时，年营业收入达亿元，年可节约标准煤万吨。

海上风电全球研发资源分布

海上风电全球研发资源 分布 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

全球海上风电创新资源分布研究报告 随着能源、环境问题的日益迫切和风能技术的不断成熟，全球海上风电行业从探索阶段逐渐走向成熟，已驶入快速增长轨道，步入投资繁荣时代。 目前我国海上风电已经处于起步阶段，正通过开展示范性项目积累经验。有利的一点是，当前海上风电在全世界仍然是一个较为年轻的产业，普遍存在高投入、高风险的特点，即使在那些技术领先的国家也尚未成熟。从专利上看，专门针对海上风电技术的专利在全部风电专利中所占比例还不大；在海上风电工程实践中，目前很多方面还没有完整的技术规范，这正是当前我国风电企业可以抓住的机会，积极参与研发与生产，力争在世界风电产业中占有一席之地。 海上风力发电是一个综合了空气动力学、电力电子、自动控制、机械制造、材料学、海洋气象、海洋腐蚀、现代化运输、信息管理等多个学科的新能源技术，具体来说涉及风电设备、零部件、控制系统、海上基础工程、海上运输安装、输配电与并网、机组防腐蚀等。这些技术创新成果都被各国研发机构申请了国际专利保护。 本报告的主要目的是根据对世界范围内海上风电专利状况的分析，从中了解该领域中全球主要技术创新机构与研发人才，以期为我国各级政府、特别是青岛市引进国外先进技术与人才、推动该产业发展提供事实性参考依据 本研究以专业的专利分析方法获取有关全球海上风电创新研发机构与相关人才信息。 本研究专题的数据来源为ORBIT专利家族数据库FAMPAT（95个国家及专利授权机构）全文数据库（包括中、日、美、欧等21个国家及专利授权机构）；分析工具为法国QUESTEL公司的ORBIT系统，该系统包含了世界上最新的专利情报，专利数据7000万，专利家族数据4000万。 检索策略： (OFFSHORE OR (OFF W SHORE) OR COASTOR SEA OR SEABEDOR SEABOTTOM OR SEACOASTOR SEAFLOOR OR OCEAN OR MARINE)/BI/SA AND (WIND OR WINDFARM OR WINDPARK OR WINDMILL OR WINDPOWER OR WINDPLANT)/BI/SA/CLMS AND (POWER OR ENERGY OR ELECTRIC OR TURBINE or BLADE or GENERATOR or (ELECTRIC d GENERAT) or (ENERGY w PRODUCT) or (ELECTRIC d ENERGY))

海上风电现状及发展趋势

能源与环境问题已经成为全球可持续发展所面临的主要问题,日益引起国际社会的广泛关注并寻求积极的对策.风能是一种可再生、无污染的绿色能源,是取之不尽、用之不竭的,而且储量十分丰富.据估计,全球可利用的风能总量在53 000 TW·h/年.风能的大规模开发利用,将会有效减少石化能源的使用、减少温室气体排放、保护环境.大力发展风能已经成为各国政府的重要选择[1~6]. - 在风力发电中,当风力发电机与电网并联运行时,要求风电频率和电网频率保持一致,即风电频率保持恒定,因此风力发电系统分为恒速恒频发电机系统(CSCF 系统)和变速恒频发电机系统(VSCF 系统).恒速恒频发电机系统是指在风力发电过程中保持发电机的转速不变从而得到和电网频率一致的恒频电能.恒速恒频系统一般来说比较简单,所采用的发电机主要是同步发电机和鼠笼式感应发电机,前者运行于由电机极数和频率所决定的同步转速,后者则以稍高于同步转速的速度运行.变速恒频发电机系统是指在风力发电过程中发电机的转速可以随风速变化,而通过其他的控制方式来得到和电网频率一致的恒频电能. - 1 恒速恒频发电系统- 目前,单机容量为600~750 kW 的风电机组多采用恒速运行方式,这种机组控制简单,可靠性好,大多采用制造简单,并网容易、励磁功率可直接从电网中获得的笼型异步发电机[7~9]. -恒速风电机组主要有两种类型:定桨距失速型和变桨距风力机.定桨距失速型风力机利用风轮叶片翼型的气动失速特性来限制叶片吸收过大的风能,功率调节由风轮叶片来完成,对发电机的控制要求比较简单.这种风力机的叶片结构复杂,成型工艺难度较大.而变桨距风力机则是通过风轮叶片的变桨距调节机构控制风力机的输出功率.由于采用的是笼型异步发电机,无论是定桨距还是变桨距风力发电机,并网后发电机磁场旋转速度由电网频率所固定,异步发电机转子的转速变化范围很小,转差率一般为3%~5%,属于恒速恒频风力发电机. - 1.1 定桨距失速控制- 定桨距风力发电机组的主要特点是桨叶与轮毂固定连接,当风速变化时,桨叶的迎风角度固定不变.利用桨叶翼型本身的失速特性,在高于额定风速下,气流的功角增大到失速条件,使桨叶的表面产生紊流,效率降低,达到限制功率的目的.采用这种方式的风力发电系统控制调节简单可靠,但为了产生失速效应,导致叶片重,结构复杂,机组的整体效率较低,当风速达到一定值时必须停机. - 1.2 变桨距调节方式- 在目前应用较多的恒速恒频风力发电系统中,一般情况要维持风力机转速的稳定,这在风速处于正常范围之中时可以通过电气控制而保证,而在风速过大时,输出功率继续增大可能导致电气系统和机械系统不能承受,因此需要限制输出功率并保持输出功率恒定.这时就要通过调节叶片的桨距,改变气流对叶片攻角,从而改变风力发电机组获得的空气动力转矩. - 由于变桨距调节型风机在低风速时,可使桨叶保持良好的攻角,比失速调节型风机有更好的能量输出,因此比较适合于平均风速较低的地区安装.变桨距调节的另外一个优点是在风速超速时可以逐步调节桨距角,屏蔽部分风能,避免停机,增加风机发电量.对变桨距调节的一个要求是其对阵风的反应灵敏性. - 1.3 主动失速调节- 主动失速调节方式是前两种功率调节方式的组合,吸取了被动失速和变桨距调节的优点.系统中桨叶设计采用失速特性,系统调节采用变桨距调节,从而优化了机组功率的输出.系统遭受强风达到额定功率后,桨叶节距主动向失速方向调节,将功率调整在额定值以下,限制机组最大功率输出.随着风速的不断变化,桨叶仅需微调即可维持失速状态.另外调节桨叶还可实现气动刹车.这种系统的优点是既有失速特性,又可变桨距调节,提高了机组的运行效率,减弱了机械刹车对传动系统的冲击.系统控制容易,输出功率平稳,执行机构的功率相对较小[8~13]. -恒速恒频风力发电机的主要缺点有以下几点: -

用于海上风电并网的柔性 直流系统过电压和绝缘配合研究

用于海上风电并网的柔性直流系统过电压和绝缘配合研究 发表时间：2019-08-07T11:10:14.140Z 来源：《基层建设》2019年第15期作者：樊华[导读] 摘要：人们生活水平的提高，用电需求的不断增多，促进了我国电力产业的不断发展。 身份证号码：23011919850617XXXX 摘要：人们生活水平的提高，用电需求的不断增多，促进了我国电力产业的不断发展。近年来，风电建设重心逐步从西部地区转移到电力消纳较好的中东部地区，海上风电得到快速发展。柔性直流系统凭借其独特的技术优势，正逐渐成为大规模远距离海上风电并网的主流方案。本文就用于海上风电并网的柔性直流系统过电压和绝缘配合展开探讨。 关键词：海上风电并网；柔性直流系统；模块化多电平换流器引言 无论是在可开发的资源量上，还是技术政策层面，我国海上风电目前已基本具备大规模开发条件。我国拥有丰富的海上风电资源，中国气象局风能资源调查数据显示，我国5～25m水深线以内近海区域、海平面以上50m高度风电可装机容量约2亿kW，70m以上可装机容量约5亿kW。近年来，我国海上风电发展迅猛，2017年海上风电新增装机达到1．16GW，同比增长97%，累计装机达到2．79GW。 1海上风电场的并网方式 海上风电场的并网方式分别是高压交流并网（简称HV AC）、高压直流输电方式并网（简称HVDC）。HV AC方式具有结构简单、成本较低等特点，发展最为成熟。目前，使用HV AC是绝大多数陆上风电场并网的选择。但对于规模较大的海上风电场，随着并网距离的增加，输电损耗上升较快，如果增大海底电缆截面和提高传输电压等级，将导致投资成本的急剧增加。另外，对于距离岸边较远的海上风电，为了抑制过电压水平，需要加装较大的感性无功设备补偿并网电缆的充电功率。同时，海上风电场交流系统必须与其接入的电网保持同步，受到扰动后仍要维持系统的同步运行。因此实际工程中该方法一般只用于传输容量小、传输距离短的风电接入系统。距离海岸小于50km且建设规模小于200MW海上风电场普遍采用HV AC方式。将HVDC技术应用于风电并网，特别是对于远距离海上风电场，具有明显优势：（1）海上风电采用HVDC方式后，不需要与陆上电网保持同步，因此，海上风电场系统频率的允许变化范围较大，电网的每个联络终端都具有很强的独立性，可以依照自己的控制策略运行。（2）长距离的交流电力电缆受充电电流的影响，电力传输能力受限，而HVDC电缆的充电电流则非常微小，因此，输电距离可以不受限制。（3）能够隔离海上风电系统和陆上电网的故障，某些情况下，HVDC系统还可以参与故障后的状态恢复。（4）可以设定和控制直流传输系统的潮流。（5）传输同样容量的功率HVDC方式损耗低，整个直流系统的运行损耗将低于等效的HV AC系统。（6）在相同的运行条件下，单根HV AC电缆的传输容量高，三相交流线路的传输容量仅为同样规格的一对直流电缆的60％。高压直流方式主要有两类，常规直流输电方式（LCC－HVDC）和柔性直流输电技术（VSC－HVDC）。常规直流输电采用基于线换相换流器，柔性直流输电采用基于自换向的电压源换流器。LCC－HVDC并网方式下为确保换流器正常换相，需要交流侧电网提供连续的换相电压，风电出力的不稳定性会导致发生换相失败故障的概率较高，海上风电场安全稳定运行的能力大大降低。输送功率相同情况下，常规直流工程占地较大，超过交流和柔性直流输电方案占地面积的两倍以上；另外，当风力不够或者风力过大从系统中切除风机后，为保证系统稳定运行同时给风电场处的负荷供电，系统将向风电场有限度地传输有功功率，这时需要对风电侧系统进行无功补偿，但常规直流本身不能够发出无功，而且还需要增加大量的无功补偿装置，换流站的占地面积也会相应的加大，考虑到海上平台的建设难度，因此常规直流输电不适合海上风电场使用。 2用于海上风电并网的柔性直流系统拓扑结构用于远距离大规模海上风电并网的柔性直流系统与常规的柔性直流系统略有不同，用于海上风电并网的柔直系统接线图见图1。其特点主要体现在：（1）考虑到可靠性的要求，从路上换流站开始，交流线路和直流线路都采用可靠性较高的电缆。（2）考虑到电缆的高可靠性以及目前MMC的制造水平，用于海上风电并网的柔性直流换流站通常采用伪双极结构；伪双极结构还可以避免直流接地极的使用，减少换流站主设备。（3）考虑到设备维护等方面的因素，换流站中通常采用2台换流变压器，使得系统基本能够满足N-1原则。（4）通常陆上换流站需要装设直流耗能支路DCchopper（图1中R，及与其串联的开为，当陆上换流站发生交流故障后，海上换流站注人的多余功率可以通过直流耗能支路释放，最大程度避免直流侧过电压。（5）对于一个采用伪双极接线的柔性直流系统而言，理论上只要至少有一个换流站安装接地装置，整个直流系统就可以正常运行。由于接地装置需要占用一定体积，所以在海上换流站中一般不考虑装设接地装置，只考虑在陆上换流站安装接地装置。（6）为了减小换流站的占地面积，通常直流侧不需要安装平波电抗器，但是会把桥臂电抗器移到换流器直流极线和串联子模块的最高/最低点之间。

国际海上风电发展现状及趋势

海洋工程海上风电海洋油气船舶工程装备供应装备采购海工微博 您当前的位置：首页>海工新闻>海上风电 国际海上风电发展现状及趋势 国外海上风力发电的发展现状 海上风电由于其资源丰富、风速稳定、对环境的负面影响较少；风电机组距离海岸较远，视觉干扰很小；允许机组制造更为大型化，从而可以增加单位面积的总装机量，可以大规模开发等优势；一直受到风电开发商的关注。但是，海上风电施工困难、对风机质量和可靠性要求高，国外海上风电经过近20年的发展，呈现出3个重要特征。 1、丹麦、德国和欧盟是海上风电发展倡导者 尽管世界海上风电装机容量已经达到了100万千瓦，但是大约40%在丹麦，其余分布在德国、英国、爱尔兰、瑞典和意大利等。丹麦是一个岛国，近海面积远远大于陆地面积，地处波罗地海，海风风速稳定，没有灾害性台风影响，有利于开发海上风电场。目前，丹麦建成了7个海上风电场,总装机容量达到40万千瓦。因此，丹麦是海上风电先导者，也是海上风电的倡导者。在丹麦的积极倡导和设备供应商的推动下，欧盟在2004年将海上风电的开发提上日程。按照欧盟风能协会的计算，2020年风电装机容量将达到1.8亿千瓦，海上风电约为8000万千瓦。 欧盟各国为海上风电项目审批实行一站式服务，为海上风电项目的开发提供方便；建立统一海上风电联网机制，建立近海海底电缆联网系统，方便海上风电的接入；各国分享已经取得的海上风电的经验和教训，联合进行技术研发并尽可能形成规模化海上风电的开发；明确海上风电过网费的分担水平，给开发商明确的价格政策信息；充分利用海洋开发的数据和经验，要求海洋、海事、海运部门为海上风电开发提供技术支持，以便选择最适合开发的风电场。欧洲风能协会和各电网公司联合制定海上风电上网的技术标准和技术要求，方便海上风电的上网。 在欧盟政策的鼓励下，德国也开始了海上风电的发展。德国陆地风能资源较好地区的开发程度已经较高，海上风电开发目前正式进入德国的开发日程。针对当前海上风电电价过低的局面，德国计划修改电价方案，即基本电价为14欧分/千瓦时，并可随着水深和离岸距离的增加而适当增加。德国风能协会预计：2020年陆地风能的安装潜力在4500万千瓦，海上要发展1000万～1200万千瓦，合计约5500万千瓦；2020年风电可满足20%～25%德国电力消费需求。德国政府远期海上风电发展计划是：2030年前要发展2000万～2500万千瓦的海上风电。 欧盟国家是海上风电的先行者，也已为海上风电的开发做了大量的准备工作，一旦时机成熟，将着手推动海上风电的更大规模发展。 2、投资大和成本高将是制约海上风电开发的主要因素 发电成本是海上风电发展的瓶颈。研究表明，按照目前的技术水平和20年设计寿命计算，海上风电的发电成本约合人民

中国海上风力发电发展现状以及趋势

中国海上风力发电发展现状以及趋势【摘要】：由于具有资源丰富，对人们的生产生活影响小，以及不占用耕地等优势，近几年，我国的海上风力发电得到越来越多的关注。本文就我国近海风电的行业背景、海上风电市场区域分析、国家政策、社会效益、技术支持、发展瓶颈及建议、以及未来发展趋势等几个方面进行论述。 【关键词】：海上风力发电，发展现状，发展趋势，海上风电技术，社会效益，国家政策 前言： 相对于我国陆地风能，海上风能以其资源丰富，风速稳定，对环境负面影响小，装机容量大，且不占用耕地等优势得到了众多风电开发商的青睐。 经过连续多年的高速增长，我国风电装机容量已居世界第1位。目前我国正在大力推动海上风电发展，将从以陆上风电开发为主向陆上和海上风电全面开发转变，目标是成为海上风电大国。近年来，政府相关部门多次出台技术和管理政策，大力推动我国海上风电开发进程。 1、行业背景： 我国近海风能资源丰富。拥有18,000多公里长的大陆海岸线，可利用海域面积多达300多万平方公里，是世界上海上风能资源最丰富的国家之一。据统计，我国可开发利用的风能资源初步估算约为10亿kW，其中，海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW]。 目前我国已经成功并网发电的海上风电项目有：东海大桥海上风电示范项目，响水潮间带实验项目，龙源如东潮间带风电场项目，华能荣成海上风电项目等。另外有南港海上风电项目，江苏大丰200MW海上风电项目等44个项目拟建或者在建。这意味着我国的海上风电正在高速发展着。 另外，随着海上风能的高速发展，也带动着风能产业链的高速发展。我国现有海上风机供应厂家12家，其中以明阳风能以及金风科技最为卓越，在全球最佳海上风机评选中，分别位列第二和第十，这标志着我国风机制造业已经拥有国际先进水平。 据数据分析，未来的15年内，我国风电设备市场的总利润将高达1400亿至2100亿元。巨大的利润，也必将使得我国海上风机制造业得到更加快速的发展。

海上风电现状与发展计划

全球海上风电现状与发展趋势 一、全球海上风电现状 根据最新数据显示，风能发电仅次于水力发电占到全球可再生资源发电量的16%。在全球高度关注发展低碳经济的语境下，海上风电有成为改变游戏规则的可再生能源电力的潜质。在人口密集的沿海地区，可以快速地建立起吉瓦级的海上风电场，这也使得海上风电可以成为通过经济有效的方式来减少能源生产环节碳排放的重要技术之一。海上风电虽然起步较晚，但是凭借海风资源的稳定性和大发电功率的特点，海上风电近年来正在世界各地飞速发展。在陆上风电已经在成本上能够与传统电源技术展开竞争的情况下，目前海上风电也正在引发广泛关注，它具有高度依赖技术驱动的特质，已经具备了作为核心电源来推动未来全球低碳经济发展的条件。 据全球风能理事会(GWEC)统计，2016年全球海上风电新增装机2,219MW，主要发生在七个市场。尽管装机量比去年同期下降了31%，但未来前景看好，全球14个市场的海上风电装机容量累计为14,384MW。英国是世界上最大的海上风电市场，装机容量占全球的近36%，其次是德国占29%。2016年，中国海上风电装机量占全球装机量的11%，取代了丹麦，跃居第三。其次，丹麦占8.8%，荷兰7.8%，比利时5%，瑞典1.4%。除此之外还包括芬兰、爱尔兰、西班牙、日本、韩国、美国和挪威等市场，共同促进了整个海上风电的发展。

1. 欧洲海上风电现状 欧洲风能协会（WindEurope）日前发布的《欧洲海上风电产业统计报告2016》中指出，2016年欧洲海上风电投资达到182亿欧元，创历史新高，同比增长39%。全年新增并网338台风力发电机，新增装机容量1558MW，较2015年减少了48%；累计共有3589台风力发电机并网，装机总量达12.6GW，分布在10个国家的81个风电场。2016年，比利时、德国、荷兰和英国还有11个风电项目正在建设当中，完成后将增加4.8GW装机，使得累计装机量可达17.4GW。 2. 欧洲海上风电市场展望 虽然2016年欧洲海上风电的并网容量远低于2015年，但大量项目的开工建设意味着，在未来两年，并网容量将会显著增加。 由于第三轮拍卖被延期，在2016年增长出现放缓后，英国海上风电发展速度将明显加快。德国市场将持续增长。比利时也将有新增装机，这主要来自于Nobelwind风电场和两个于2016年8月被核准的项目。未来两年，丹麦和荷兰于2015年和2016年获得特许权的项目也将开始动工。 到2019年，欧洲开工建设的海上风电项目数量将减少，因为彼时欧盟各个成员国此前依据可再生能源指令（Renewable Energy Directive）制定的国家可再生能源行动计划（NationalRenewableEnergy Action Plans，NREAPs）将到期。与2016年相似，到2020