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电气风电:全球最大16MW低频风机发布 深远海远距离输电新质低碳解决方案
2024-06-11 来源:电气风电
 6月5日-8日,第二届上海国际碳中和技术、产品与成果博览会展期内,上海电气风电集团股份有限公司(以下简称“电气风电”,股票代码:688660.SH)发布了全球最大低频海上风电机组——16MW低频海上风电机组。
 
服务国家战略 新质低碳解决方案
 
随着海陆风电输电距离及输电容量的增加,高压工频交流输电线路中的容性充电电流急剧增加,导致线路损耗增大,线路容量有效利用率大大降低。柔性低频交流输电正是解决上述长距离大基地送出费用高、能效低的痛点,且具备柔性调控能力的新型输电方案。
 
业内人士表示,在如今海上风电逐渐走向深远海,陆上积极推进以沙戈荒地区为重点的大型风电基地规划建设的过程中,结合国家电网等相关单位的示范规划,可以预见柔性低频交流输电有广阔的应用前景。
 
在海上风电领域,本次电气风电发布了基于深远海场景下的16MW低频风电机组,是一款兼顾了更高上网电量和更优经济性的新质低碳解决方案。
 
据介绍,目前,电气风电16MW低频风电机组参与浙江玉环2号海上低频风电示范项目风机设备竞标并成功中标19台共304MW海上风机订单,项目将于2025年全容量并网。风电机组直接输出20Hz电能,由海上低频升压装置升压后经由低频输电线路送至陆上换流站,转换为50Hz工频后并入工频电网。其整体技术方案经济性相比高压工频和柔性直流输电,在输电距离约80公里至160公里的范围内仍然具有优势,且该经济性优势区间会随着低频产业链的不断成熟进一步扩大。
 
16MW低频风电机组 定制化开发设计满足海上新要求
 
柔性低频交流输电方案采用20Hz频率送出,这对风电机组的整套电气设备及配套系统提出了新要求,兼顾四大关键技术。
 
全功率变流器方面,16MW低频风电机组在已验证的工频产品平台基础上,充分评估柔性低频电网系统适配性要求,分别完成低频器件设计选型与优化、低频测量及保护器件开发、低频断路器的设计与验证、定制网侧控制算法并持续迭代优化,满足低频条件下最严苛的并网技术要求;并通过先进的调制算法与冷却系统优化,严控低频下IGBT器件结温波动,保证全功率变流器全寿命周期质量。
 
机舱、变压器方面,在满足相同电压和容量规格要求下,联合供应商对变压器电磁方案进行多轮设计迭代,保证变压器方案最优;结合机舱结构,完成变压器结构、冷却系统、机架等多个维度的耦合优化,达到整机最优设计。
 
机组辅电系统方面,采用全新电气拓扑方案,定制设计高可靠性变频电源,功率器件回路采用双冗余高可靠性设计。考虑各类工作剖面要求,功能设计完备,满足全部电网适应性及故障穿越要求,并且具有抵抗各类负载冲击的能力,最大程度提高机组自用电及控制系统的稳定性及可靠性。
 
开关设备方面,频率变化给开关设备研发带来新的技术挑战,电气风电协同供应商和行业科研机构,完成从试验标准到核心部套设计的全链条技术研发,相继完成断路器灭弧室低频开断技术攻关、开断方案等效性研究、低频测量及保护装置开发、试验标准适用性等方面研究,全维度保障低频风机整机可靠性。
 
海陆并举多场景延展 为行业标准提供示范
 
柔性低频交流输电技术是我国自主创新的新型输电技术,满足新型电力系统清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的特征要求。
 
未来,柔性低频交流输电技术除了可以解决深远海海上风电送出场景下的长距离传输能力受限问题外,还可解决沙戈荒大基地汇集组网场景下的偏远地区弱/无电网新能源消纳受限问题,分布式风电和广域弱电网场景下的系统稳定性问题以及海岛和石油平台供电场景下的弱电网稳定性问题。
 
当前,柔性低频交流输电技术缺乏相关设计标准,电气风电将在海上与陆上低频风机并网控制技术、低频整机控保策略、低频变电及计量系统,低频电气建模与仿真技术、新型配电系统设计等方面实现突破,并提供全套的低频风机产品解决方案,同时为行业标准提供示范。
 
电气风电表示,公司始终以客户和市场为中心,此次全球最大低频海上风电机组的发布,是公司为适应市场需求,在形成全套低频风机产品解决方案的关键一步,公司也将继续以稳步迭代的产品和不断优化的服务,持续向客户兑现“高可靠、可信赖”整体解决方案的承诺。
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