2022年6月3日，全球首臺永磁直驅低頻風電機組在浙江臺州大陳島成功并網(wǎng)發(fā)電，標志著全新的風電機組電源形式投入商業(yè)化使用，揭開了海上風電傳輸?shù)娜蠹夹g方向之一——低頻輸電技術發(fā)展的新篇章。金風科技低頻風電機組的成功研制和投入應用，為普及中遠距離柔性低頻輸電消除了電源側匹配上的技術障礙，對未來大規(guī)模開發(fā)中遠海風電資源意義重大。
根據(jù)彭博新能源的報告顯示，2021年全球新增海上風電裝機容量約13.4GW，最大的貢獻來自中國，占四分之三，約10.8GW。開發(fā)高效的海上風電輸出技術，降低中遠海風電的開發(fā)成本，是未來十年海上風電能否具備市場競爭力的關鍵。在當前海上風電的送出方式中，工頻交流輸電因需加裝海上無功補償平臺，并非最經(jīng)濟的選擇;直流輸電則需要在海上建設交流變直流的換流站，運維和投資費用巨大。而柔性低頻輸電技術在80~200千米距離內(nèi)輸電經(jīng)濟性更優(yōu)，輸電的損耗更小，將對未來開發(fā)中遠海海上風電資源起到至關重要的作用。
全國首個柔性低頻輸電示范工程——臺州35千伏柔性低頻輸電示范工程采用國際首創(chuàng)海島低頻互聯(lián)及風機低頻接入技術，構建“陸地-海島-風電”互聯(lián)系統(tǒng)。該工程可實現(xiàn)陸地電網(wǎng)和大陳島電網(wǎng)間的電能高效互濟，改善風電經(jīng)海底電纜送出存在的充電無功大、損耗高等問題，減少風電資源浪費。該工程投運之后，可以將海島上風機發(fā)出的20赫茲低頻交流電源源不斷地送往陸地，為開發(fā)80～200千米中遠海豐富的風力資源提供了更加經(jīng)濟高效的輸送手段。
作為低頻示范工程的科研單位之一，經(jīng)過一年多的技術開發(fā)迭代和建模仿真驗證，金風科技在低頻變流器及控制、低頻并網(wǎng)技術、低頻整機系統(tǒng)控保策略、低頻建模與仿真技術、低頻測試技術、取電設計技術、適海性設計技術等方面實現(xiàn)重大突破，低頻風機一次性通過全部出廠試驗，技術參數(shù)均優(yōu)于設計預期，為未來10MW及以上大型低頻風電機組研發(fā)積累豐富的“設計&建模&測試”經(jīng)驗。
在低頻輸電系統(tǒng)場景下，低頻風電機組具備了高可靠性、強環(huán)境適應性、電網(wǎng)友好性、低損耗、低噪音等諸多技術優(yōu)點，各項技術指標均達到全球領先水平，可以有效解決工頻交流以及直流輸電技術存在的充電無功大、損耗高、投資和運維成本高等問題，更適合海上風電的遠距離大容量輸送。
低頻風電機組的誕生和商業(yè)化應用，將為我國未來大規(guī)模開發(fā)深遠海海上風電資源發(fā)揮開創(chuàng)性的指導作用，該技術還可滿足沙戈荒等中遠距離電力的送出需求。
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