2022年6月3日，全球首臺永磁直驅(qū)低頻風(fēng)電機(jī)組在浙江臺州大陳島成功并網(wǎng)發(fā)電，標(biāo)志著全新的風(fēng)電機(jī)組電源形式投入商業(yè)化使用，揭開了海上風(fēng)電傳輸?shù)娜蠹夹g(shù)方向之一——低頻輸電技術(shù)發(fā)展的新篇章。金風(fēng)科技低頻風(fēng)電機(jī)組的成功研制和投入應(yīng)用，為普及中遠(yuǎn)距離柔性低頻輸電消除了電源側(cè)匹配上的技術(shù)障礙，對未來大規(guī)模開發(fā)中遠(yuǎn)海風(fēng)電資源意義重大。
根據(jù)彭博新能源的報(bào)告顯示，2021年全球新增海上風(fēng)電裝機(jī)容量約13.4GW，最大的貢獻(xiàn)來自中國，占四分之三，約10.8GW。開發(fā)高效的海上風(fēng)電輸出技術(shù)，降低中遠(yuǎn)海風(fēng)電的開發(fā)成本，是未來十年海上風(fēng)電能否具備市場競爭力的關(guān)鍵。在當(dāng)前海上風(fēng)電的送出方式中，工頻交流輸電因需加裝海上無功補(bǔ)償平臺，并非最經(jīng)濟(jì)的選擇;直流輸電則需要在海上建設(shè)交流變直流的換流站，運(yùn)維和投資費(fèi)用巨大。而柔性低頻輸電技術(shù)在80~200千米距離內(nèi)輸電經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)，輸電的損耗更小，將對未來開發(fā)中遠(yuǎn)海海上風(fēng)電資源起到至關(guān)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(fēng)機(jī)低頻接入技術(shù)，構(gòu)建“陸地-海島-風(fēng)電”互聯(lián)系統(tǒng)。該工程可實(shí)現(xiàn)陸地電網(wǎng)和大陳島電網(wǎng)間的電能高效互濟(jì)，改善風(fēng)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(fēng)電資源浪費(fèi)。該工程投運(yùn)之后，可以將海島上風(fēng)機(jī)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(yuǎn)海豐富的風(fēng)力資源提供了更加經(jīng)濟(jì)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(shù)開發(fā)迭代和建模仿真驗(yàn)證，金風(fēng)科技在低頻變流器及控制、低頻并網(wǎng)技術(shù)、低頻整機(jī)系統(tǒng)控保策略、低頻建模與仿真技術(shù)、低頻測試技術(shù)、取電設(shè)計(jì)技術(shù)、適海性設(shè)計(jì)技術(shù)等方面實(shí)現(xiàn)重大突破，低頻風(fēng)機(jī)一次性通過全部出廠試驗(yàn)，技術(shù)參數(shù)均優(yōu)于設(shè)計(jì)預(yù)期，為未來10MW及以上大型低頻風(fēng)電機(jī)組研發(fā)積累豐富的“設(shè)計(jì)&建模&測試”經(jīng)驗(yàn)。
在低頻輸電系統(tǒng)場景下，低頻風(fēng)電機(jī)組具備了高可靠性、強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性、電網(wǎng)友好性、低損耗、低噪音等諸多技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到全球領(lǐng)先水平，可以有效解決工頻交流以及直流輸電技術(shù)存在的充電無功大、損耗高、投資和運(yùn)維成本高等問題，更適合海上風(fēng)電的遠(yuǎn)距離大容量輸送。
低頻風(fēng)電機(jī)組的誕生和商業(yè)化應(yīng)用，將為我國未來大規(guī)模開發(fā)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電資源發(fā)揮開創(chuàng)性的指導(dǎo)作用，該技術(shù)還可滿足沙戈荒等中遠(yuǎn)距離電力的送出需求。
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