2022海上風(fēng)電機(jī)組接入電網(wǎng)技術(shù)

海上風(fēng)電機(jī)組接入輸電網(wǎng)風(fēng)能發(fā)展風(fēng)能發(fā)展220–240m風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展220–240m300m300mBladeareaBladearea風(fēng)機(jī)功率和葉片面積與風(fēng)速的立方呈線性關(guān)系德國現(xiàn)行審批程序德國現(xiàn)行審批程序以前的審批程序陸地上的并網(wǎng)點(diǎn)一般概念的風(fēng)電場：風(fēng)電場內(nèi)部設(shè)施+并網(wǎng)連接接入電網(wǎng)的規(guī)定基礎(chǔ)設(shè)施-加速建設(shè)法規(guī)簡化了收益性的論證最新發(fā)展海上的并網(wǎng)點(diǎn)一般概念的風(fēng)電場：風(fēng)電場內(nèi)部設(shè)施最新的接入電網(wǎng)規(guī)定并網(wǎng)導(dǎo)則要求有無功功率控制并網(wǎng)導(dǎo)則要求有無功功率控制并網(wǎng)點(diǎn)無功交換要求limitsImportVARExportVARVgridlimitsImportVARExportVARVgrid網(wǎng)絡(luò)GG風(fēng)電場

功率因數(shù)必須運(yùn)行在上圖所示限定范圍內(nèi)來維持電壓穩(wěn)定可能需要STATCOM或SVC來發(fā)出或者吸收無功并網(wǎng)導(dǎo)則要求有故障穿越并網(wǎng)導(dǎo)則要求有故障穿越故障穿越能力VgridGridVgridGrid風(fēng)電機(jī)組可以切除并網(wǎng)點(diǎn)風(fēng)電機(jī)組可以切除G電壓跌落G風(fēng)電場

電壓跌落至15%持續(xù)500ms系統(tǒng)故障后風(fēng)機(jī)必須保持并網(wǎng)并網(wǎng)方式選擇概述選擇標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)上的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)符合并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)投資費(fèi)用運(yùn)行費(fèi)用擴(kuò)建能力制造能力+交付時間可選方案AC方案VSC技術(shù)的HVDC方案使用同步調(diào)相機(jī)的經(jīng)典HVDC方案并網(wǎng)方式選擇并網(wǎng)方式選擇60%50%40%VSCHVDCBi-PolarHVDCMono-Polar60%50%40%VSCHVDCBi-PolarHVDCMono-PolarHVDC150kVHVAC220kVHVAC30%20%10%0%0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%WindGenerationLevel(%)PowerLossesofVariousOptions設(shè)定:變壓器銅耗設(shè)定:變壓器銅耗:變壓器空載損耗:LCCHVDC變頻器損耗:VSCHVDC變頻器損耗:0.5%@400MW0.1%@400MW0.75%@400MWperconverter(CIGRE)2%@400MWperconverter(CIGRE)1%@0MWperconverter(CIGRE)AC通過交流電纜并網(wǎng)150kV220kV補(bǔ)償設(shè)備海上電抗器陸上電抗器陸上SVC/STATCOM400MW400MWAC33kVAC150kVAC220kVAC380kVOff-/Onshore245kmcablemax.2kmQQQ380kV使用電壓源變換器（VSC）技術(shù)HVDC通過直流電纜并網(wǎng)+/-150kV補(bǔ)償設(shè)備海上濾波器陸上濾波器海上風(fēng)電場 并網(wǎng)點(diǎn)?~?=?=?~?=?=?~400MWAC33kVDC+/-150kVAC380kVOff-/Onshore245kmcablemax.2kmVSCVSCFilterFilter~==~HVDC同步調(diào)相機(jī)HVDC電纜并網(wǎng)+/-500kV雙極)500kV(單極)補(bǔ)償裝置海上濾波器+同步調(diào)相機(jī)+SVC海上風(fēng)電場 并網(wǎng)點(diǎn)>400MWAC33kV

~~==Filter+Synchr.Cond.classic

Off-/Onshorecable1xDC+500kVFilter+SVC

=~=~?~??~?=?=?~classic

AC380kV

380kVAREVAT&DReferencesAREVAT&DReferencesSandbank24(GER)位置距Sylt90km連接方式190km海上電纜50km陸上電纜裝機(jī)容量80x5MW96x5MW(2007年)4,5GW使用交流線并網(wǎng)的研究結(jié)果交流并網(wǎng)方式會出現(xiàn)電壓升高6kV33kV190kMOffshorecable 50kMOnshorecableConnectionPoint1917150kV 380kV66 67Brunsbuttel250MVA Grid18%250MVA18%150kVOnshore/GridSubstationGroup1:50MW210150kV170kV 373x1x1200mm2KQ170kV3x1x1200mm2KQGroup2:50MW18 192021 34 35 3638 39 40 4131110kM250MVAGroup3:50MW41218% L18L37IncreasingVoltageGroup4:50MW513Group5:50MW614150kV6142 434445 58 59 6062 63 64 65Group6:50MW715250MVA10kMGroup7:50MW81618%L42L61SVC/STATCOMGroup86kV 50MWOffshoreSubstationAREVAT&DReferencesAREVAT&DReferencesBarrow(UK),90MW運(yùn)行投產(chǎn):2006年6月海上平臺33kV132kV23m15m10m–440噸裝機(jī)容量30x3MW90MWHeyshamS/s(UK)電纜的長度28km(24km海底電纜)水深20m10m大浪集成設(shè)備33kV包括保護(hù)33/132kV120MVA有載調(diào)壓變壓器132kVGIS繼電器和控制表盤室LVACDC(包括導(dǎo)航燈的UPS)225kVA備用柴油發(fā)電機(jī)休息5MVAr并聯(lián)電容組模塊HVAC系統(tǒng)INERGEN/水霧滅火系統(tǒng)AREVAT&DReferencesAREVAT&DReferencesRobinRigg(UK),180MW概況–50m–30m高度12m–680噸:2009.07海上平臺33kV132kV裝機(jī)容量60x3MW180MWSeatonS/s(UK電網(wǎng))電纜長度12km9km海底電纜)水深30mAREVAT&DReferencesAREVAT&DReferencesDOTIAlphaVentus(GER),60MWGIS蓄電池組GIS現(xiàn)場—變壓器間隔德國北海海上風(fēng)電場群的實(shí)際位置及并網(wǎng)德國北海海上風(fēng)電場群的實(shí)際位置及并網(wǎng)SylWinOfferSylWinOfferHelWinOfferHelWinOfferConnectionPointJardelundConnectionPointJardelundBorWinProjectBorWinProjectConnectionPointBrunsbüttelConnectionPointBrunsbüttelDolWinOfferDolWinOfferConnectionPointDiele德國海上風(fēng)電場群德國海上風(fēng)電場群一期和二期實(shí)施階段并網(wǎng)&MV)800MWat1600AHV-CableMV-Cable&MV)800MWat1600AHV-CableMV-Cableca.1600MWHVDC(cables–2xHV&1x

1600MWat1600AHV-CableMV-CableHV-CableMV-CableHV-Cable德國海上風(fēng)電場群德國海上風(fēng)電場群通過HVDC并網(wǎng)HVDC

濾波器

風(fēng)電場用電應(yīng)急電源同步調(diào)相機(jī)風(fēng)電場并網(wǎng)HVDC–海上平臺的總體機(jī)構(gòu)&

濾波器

直流室閥箱柴油發(fā)電機(jī)組 變頻器變壓器155kVGIS同步調(diào)相機(jī)Source:TechnipFranceHVDC同步調(diào)相機(jī)問題:輕載運(yùn)行傳統(tǒng)HVDC的控制特性 混合HVDC的控制特性經(jīng)典經(jīng)典HVDC+同步調(diào)相機(jī)問題:故障穿越能力海上155kV母線短路

陸上380kV母線短路(PAGE1)最新的要求對風(fēng)電場的業(yè)主/運(yùn)行部門