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柔性直流輸電,海上風(fēng)電送出工程的新方向?

   2020-11-10 南方能源觀察65430
核心提示:隨著全國海上風(fēng)電進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展階段,未來深遠(yuǎn)海區(qū)域?qū)⑹情_發(fā)的重點(diǎn),如何選擇更加經(jīng)濟(jì)的送出方案成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)問題。相比
隨著全國海上風(fēng)電進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展階段,未來深遠(yuǎn)海區(qū)域?qū)⑹情_發(fā)的重點(diǎn),如何選擇更加經(jīng)濟(jì)的送出方案成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)問題。

相比陸上風(fēng)電,海上風(fēng)電的送出工程更為復(fù)雜。風(fēng)機(jī)的輸出電壓需要先通過35kV集電線路匯集至海上升壓站,再經(jīng)海上升壓站并通過220kV海底電纜接入陸上集控中心。

這意味著離岸距離越遠(yuǎn)的深遠(yuǎn)海項(xiàng)目,送出工程的成本越高,并且不同的送出方案也會影響項(xiàng)目的收益,所以對于開發(fā)業(yè)主來說,在成本與收益之間選擇合適的送出方案至關(guān)重要。

海上風(fēng)電的送出主要分為交流和直流兩種方式。交流送出系統(tǒng)相對簡單,成本較低,但受輸電距離、容量以及電壓等級的限制,適用于容量較小的近海風(fēng)電項(xiàng)目;直流送出則不受輸電距離的限制,更適合離岸距離較遠(yuǎn)的大容量深遠(yuǎn)海項(xiàng)目。

由于目前國內(nèi)并網(wǎng)的海上風(fēng)電項(xiàng)目多位于近海淺水區(qū)域,所以交流輸電的送出方式最為普遍。有研究表明,對于離岸距離超過70公里、容量大于40萬千瓦的海上風(fēng)電項(xiàng)目,相比交流輸電,柔性直流輸電更具經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

截至目前,國內(nèi)已經(jīng)啟動了如東和射陽兩個(gè)海上風(fēng)電柔性直流輸電示范項(xiàng)目的建設(shè)。據(jù)了解,三峽新能源也在考慮將柔性直流輸電應(yīng)用于汕頭海上風(fēng)電項(xiàng)目。

盡管國內(nèi)目前尚未有海上風(fēng)電柔性直流輸電項(xiàng)目正式投運(yùn),但由于陸上柔性直流輸電項(xiàng)目起步較早,已經(jīng)積累了豐富的工程經(jīng)驗(yàn),也為應(yīng)用于海上風(fēng)電項(xiàng)目的集中送出奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

早在2013年,南方電網(wǎng)南澳±160千伏多端柔性直流輸電示范工程就正式投運(yùn),這是世界上第一個(gè)多端柔性直流輸電示范工程。示范工程落地于此,與南澳的海島性質(zhì)和電源結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

受臺灣海峽“狹管效應(yīng)”的影響,南澳風(fēng)電場全年平均風(fēng)速在8.5米/秒至10.5米/秒左右,優(yōu)良的風(fēng)資源是南澳發(fā)展風(fēng)電得天獨(dú)厚的條件。

自1989年第一臺風(fēng)機(jī)投產(chǎn)發(fā)電,經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展,南澳島內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到17.17萬千瓦,遠(yuǎn)超島內(nèi)用電負(fù)荷。風(fēng)電在為南澳提供清潔電力的同時(shí),卻也因?yàn)槌隽Φ牟▌有詫﹄娏ο到y(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。而柔性直流輸電的特性在于能夠獨(dú)立控制有功和無功功率,穩(wěn)定系統(tǒng)的電壓,所以示范工程的落地提升了南澳島風(fēng)電的消納水平。

據(jù)汕頭供電局變電管理一所柔直巡維中心站副站長曾建興介紹,南澳多端柔性直流輸電示范工程包括塑城、金牛和青澳三個(gè)換流站,另外遠(yuǎn)期規(guī)劃了塔嶼換流站。分布于南澳島上各處的風(fēng)電場,通過青澳和金牛換流站接入,再通過塑城換流站輸出。該工程有14項(xiàng)不同的運(yùn)行方式,有效地提高了南澳島供電的可靠性。

這項(xiàng)示范工程的作用遠(yuǎn)不止于此,隨著海上風(fēng)電開發(fā)逐漸走向深遠(yuǎn)海,柔性直流輸電為海上風(fēng)電的送出提供了一種新的選擇。

此外,柔性直流輸電還有提高風(fēng)電電能質(zhì)量、提升消納水平的優(yōu)點(diǎn),這對于面臨補(bǔ)貼退坡的海上風(fēng)電非常重要。減少棄風(fēng),提高風(fēng)場利用小時(shí)數(shù)有利于增加項(xiàng)目收益,減輕開發(fā)企業(yè)補(bǔ)貼退坡后的財(cái)務(wù)壓力。

雖然柔性直流輸電技術(shù)相對成熟,但成本仍然是制約其大規(guī)模推廣的主要因素。以如東海上風(fēng)電柔直示范項(xiàng)目為例,該項(xiàng)目擔(dān)負(fù)三個(gè)、總裝機(jī)容量110萬千瓦的風(fēng)電場的電力送出,送出項(xiàng)目動態(tài)總投資約47億元,約合4300元/千瓦。

也有專家認(rèn)為,隨著海上風(fēng)電的進(jìn)一步推廣,加上市場充分競爭,未來單位千瓦動態(tài)投資有希望降到3500元/千瓦以下。 
 
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