解析丨海上風電場并網(wǎng)方式
隨著能源的巨大消耗和環(huán)境的嚴重污染,風能成為世界各國普遍重視的可再生能源,風力發(fā)電已經(jīng)成為一種新興的重要發(fā)電形式。風力發(fā)電技術(shù)的成熟和完善使得海上風力發(fā)電已逐步成為風電發(fā)展的新領(lǐng)域。在我國,相對于陸地風能,海上風能有其獨特的優(yōu)勢,因此海上風力發(fā)電將會成為我國電力能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。
技術(shù)背景
風能屬于不穩(wěn)定能源,受風速的影響很大,而且風電場的出力大小也是變化的,取決于風速的大小,特別是存在高峰負荷時期風電場可能處理很小,而非高峰負荷時期風電場可能處理很大的問題,所以風電場接入電網(wǎng)后將對電網(wǎng)的安全運行產(chǎn)生嚴重影響。所以風電電網(wǎng)接入的方式顯得尤其重要。
電網(wǎng)必須提供足夠的手段保持電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行,同時對大規(guī)模風電場的運行性能指標提出要求。海上風電場一般分布在遠離海岸線的區(qū)域,呈現(xiàn)多個風電機組集中分布和并列運行的特點,每個風電機組都類似于一個小型的發(fā)電廠,其對電網(wǎng)的影響因各機組本身性能的差別而不同。
綜合而言,大型海上風電場接入電網(wǎng)需要考慮的因素有:
風電接入后對電網(wǎng)穩(wěn)定性影響;
風電接入后對系統(tǒng)無功電壓影響;
風電接入后對電能質(zhì)量的影響;
風電接入后對電力系統(tǒng)運行成本的影響。
風電電網(wǎng)接入技術(shù)現(xiàn)狀
傳統(tǒng)電網(wǎng)的接入模式是一點接入、多點使用,即一般的電網(wǎng)的功率源是唯一的,滿足附近所有的用電用戶使用。但隨著分布式風力發(fā)電的興起,電網(wǎng)中的功率由一點變?yōu)槎帱c,并且分布在不同的地理位置,這就導(dǎo)致了電網(wǎng)的運行模式變?yōu)槎帱c接入、多點使用,每個功率源的潮流方向都不是固定的,也就是說,可能由風電場向電網(wǎng)中發(fā)出功率,也可能從電網(wǎng)中吸收功率,這對于風電場的電網(wǎng)接入技術(shù)會產(chǎn)生很大的影響。
目前,考慮到眾多因素,海上風電場的電網(wǎng)接入技術(shù)主要有交流接入技術(shù)和直流接入技術(shù)兩種方法,交流輸電和直流輸電構(gòu)成海上風電場的電網(wǎng)接入系統(tǒng)。
高壓交流輸電接入
對于海上風電場的高壓交流輸電接入方式,海上風力發(fā)電機發(fā)出的交流電傳輸?shù)胶I巷L電場的交流集結(jié)系統(tǒng)的交流母線上,集結(jié)后經(jīng)變壓器升壓,由交流海底電纜接入陸上主電網(wǎng)。由于交流電纜線上的充電電容很大,發(fā)出無功功率,會導(dǎo)致風電場的出口電壓變高,所以在接入電網(wǎng)前必須裝設(shè)無功補償裝置,當海上風電場正常運行時,無功補償裝置吸收無功,當海上風電場發(fā)生故障時,需要它向海上風電場提供無功支持。
該接入方式最大的優(yōu)點是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低,在實際工程中一般用于傳輸容量小,傳輸距離短的風電接入系統(tǒng)。
高壓直流輸電接入
由于目前發(fā)電廠發(fā)出的電和用戶的負荷用電大部分都是交流供電,如果要采用直流輸電,就需要加裝換流站,把交流電變換為直流電輸送出去。簡單的兩端高壓直流輸電系統(tǒng)主要分為兩個換流站和直流輸電電纜線路。直流輸電系統(tǒng)可以通過控制直流電壓和直流電流,實現(xiàn)對傳輸功率的控制,同時可以通過改變直流的極性來使得潮流反轉(zhuǎn),便于兩段電網(wǎng)的互聯(lián)。
研究發(fā)現(xiàn),海上風電場通過輕型直流輸電接入電網(wǎng),可以使得電網(wǎng)的系統(tǒng)損耗降低、電壓穩(wěn)定性提高、電能質(zhì)量顯著提升,海上風電場的穿透功率和無功環(huán)境也將得到明顯改善。
責任編輯:仁德財
-
重新審視“雙循環(huán)”下的光伏行業(yè)
2020-11-02光伏行業(yè),光伏技術(shù),光伏出口 -
能源轉(zhuǎn)型進程中火電企業(yè)的下一程
2020-11-02五大發(fā)電,火電,煤電 -
國內(nèi)最高額定水頭抽蓄電站2#引水上斜井滑模混凝土施工順利完成
2020-10-30抽水蓄能電站,長龍山抽水蓄能電站,水力發(fā)電
-
能源轉(zhuǎn)型進程中火電企業(yè)的下一程
2020-11-02五大發(fā)電,火電,煤電 -
資本市場:深度研究火電行業(yè)價值
2020-07-09火電,火電公司,電力行業(yè) -
國家能源局印發(fā)2020年能源工作指導(dǎo)意見:從嚴控制、按需推動煤電項目建設(shè)
2020-06-29煤電,能源轉(zhuǎn)型,國家能源局
-
高塔技術(shù)助力分散式風電平價上網(wǎng)
2020-10-15分散式風電,風電塔筒,北京國際風能大會 -
創(chuàng)造12項世界第一!世界首個柔性直流電網(wǎng)工程組網(wǎng)成功
2020-06-29?清潔能源,多能互補,風電 -
桂山風電項目部組織集體默哀儀式
2020-04-08桂山風電項目部組織