海上直流风电场研究现状及发展前景
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海上风电项目海上风电项目是指在海上建设风力发电设施,将风能转化为电能,整合进电网供应电力。
随着风电技术的不断发展和成熟,海上风电项目已成为许多国家实现清洁能源和绿色发展的重要手段之一。
一、海上风电项目的优势1.资源丰富:海上风电项目可以充分利用海洋上的风力资源,克服了陆地上风能资源有限的局限性。
2.环保无污染:与传统的化石能源相比,海上风电是一种清洁能源,几乎不会对环境造成污染。
3.稳定供应:海上风能具有相对稳定的风速和风向,不像陆上风电那样容易受到地形和气象条件的影响,从而保证了稳定的电力供应。
4.未来性强:随着技术不断发展,海上风电相信会越来越成熟和普及,未来的前景是十分广阔的。
二、海上风电项目的发展现状1.欧洲:欧洲是海上风电的主要发展地区,特别是北海以及波罗的海地区,这些地区具有丰富的风能资源、先进的技术和翔实的经验。
2.中国:近年来,中国的海上风电项目也得到了快速发展,特别是在东海和渤海等地区。
2019年末,全国共有17.6兆瓦的海上风电项目已经投运,2020年计划再新增10至15兆瓦。
3.美国:尽管美国的海上风电项目现阶段还没有欧洲发展得那么成熟,但是美国政府已经制定出相应政策,促进海上风电的发展。
三、海上风电项目的挑战和解决方案1.建设成本高:海上风电项目建设的成本比陆上风电要高很多,因为需要更耐腐蚀的材料、更复杂的结构设计和更复杂的加工和制造工艺。
解决方案:通过技术创新,不断降低设备成本和维护成本,提高设备运行效率,实现项目良性循环。
2.技术难度大:海上风电项目技术难度很大,包括设备制造、运输、安装、维护等多个环节,且很难进行事故排查和维护。
解决方案:加强技术研发、提高设备的稳定性和可靠性,建立完善的维护保养机制和体系,确保设备的高效运行。
3.影响渔业、航运、生态等问题:海上风电项目会对当地的渔业、航运、海洋生态等方面造成一定的影响,例如渔船的通行、海洋生态环境等。
解决方案:与当地政府、相关部门和利益相关方进行充分的沟通和协商,采取合理的措施降低影响,减少对当地生态环境的影响,并且逐步取得社会认同。
2023年海上风力发电行业市场分析现状近年来,全球海上风力发电行业迎来了快速发展的良好机遇。
海上风电是指利用海洋环境中的风力,通过建设风力发电机组、变流站和开发海上风电网等设施将风能转化为电能,并供应给沿海城市及岛屿等用电设施。
海上风电具有占地面积较小、无土地使用权等优点。
尤其是在风资源较佳的北欧地区,海上风电可满足国家能源减排目标,因此得到了广泛的关注和支持。
市场分析:目前,海上风力发电行业市场份额主要集中在欧洲,其次是北美、亚太等地区。
其中北欧以丹麦、荷兰、英国等国为代表,是欧洲海上风电领先地区。
据欧洲风能协会的数据,欧洲的海上风电装机容量在2019年达到了22.1GW,相较于2018年的20.4GW有所增长。
而在全球范围内,海上风电的装机容量也在迅速增加。
数据显示,到2024年,全球海上风电的累计装机容量将达到110GW以上。
海上风电市场的增长离不开政府的支持和投资。
欧盟、美国、中国等国家和地区均采取了一系列政策和措施来推动海上风电行业的发展,如提供税收优惠、制定能源政策、出台鼓励清洁能源的法律法规等。
此外,如果把自然灾害、战争等因素考虑在内,海上风电的投资风险相较于陆地风电要高出不少,因此政府的支持可以降低投资者的风险意愿,从而推动海上风电的发展。
未来发展:随着技术的不断成熟和降成本,海上风电行业的前景将会越来越广阔。
未来,海上风电将成为清洁能源发展的重要方向之一。
随着全球对环保和可持续发展的认识不断提高,海上风电将得到更多的投资和行业支持。
同时,技术创新也将促进海上风电的发展。
例如,单桩式浮式风力发电机组近年来受到了研究人员的广泛关注,这种发电机组结构简单、容易安装,能够满足深水区或波浪较大的海域使用。
总的来说,海上风电作为一种新兴的清洁能源形式,其发展前景非常广阔。
随着技术的不断成熟,政策的不断支持和投资的不断增加,海上风电将成为未来清洁能源发展的重要方向之一。
(2023)海上风电行业深度研究报告(一)2023年海上风电行业深度研究报告随着能源需求的增加,海上风电行业成为可再生能源市场中的重要组成部分。
那么,2023年海上风电行业会朝着哪个方向发展呢?本报告为您展示相关信息。
行业概况•2019年,全球共新增海上风电装机容量6.2GW,总装机容量达29.9GW。
•中国发展迅速,2019年新增装机容量达3.57GW,占全球总装机容量的12%。
•目前,海上风电成本仍然高于传统能源,但随着技术和政策的促进,成本正在逐渐降低。
竞争态势•目前,欧亚地区是海上风电的主要市场,占全球市场份额的80%以上。
•未来,重点市场将随着技术进步和投资增加逐渐转向亚太地区。
•竞争激烈,行业龙头企业为丹麦领先风能、英国欧德公司等。
技术趋势•海上风电技术将更加成熟,转子直径将进一步增大,单机容量将继续提高。
•突破万米水深,深海风电将兴起。
•各类风电场之间将形成互补,多元化组合式风电将成为发展趋势。
政策环境•国家推广可再生能源发展政策,鼓励海上风电的开发和利用。
•未来将有更多的细则保护水生生物环境,加强环保,推进可持续发展。
经济前景•中国海上风电装机容量将持续增加。
•海上风电成本将进一步降低,可再生能源将成为主流。
•创造更多工作机会,促进经济发展。
综上所述,海上风电行业的发展前景广阔。
随着技术进步和政策的支持,海上风电将更好地满足能源需求,实现环境保护和可持续发展的目标。
风险挑战•海上风电技术和设备成本高,需要大量的资金支持。
•风电场的建设和运营需要考虑复杂的水文、气象等因素。
•随着行业竞争的加剧,需要不断提升技术实力和管理水平,保持竞争优势。
市场机会•未来,海上风电领域仍存在大量机会,包括新兴市场、深海设备、智能监控和配套服务等。
•我国将实施绿色发展战略,推进清洁能源行业的发展,为海上风电市场提供广阔的发展空间。
发展趋势展望•随着海上风电技术的不断进步,海上风电成本将逐步降低,有望在未来成为能源市场的主流产品。
海上风电现状及发展趋势研究发布时间:2022-11-13T08:10:32.445Z 来源:《中国电业与能源》2022年13期作者: 1宁鄯善 2隋怡[导读] 随着各国越来越重视清洁能源和可再生能源发电,我国可再生能源,特别是风能快速发展1宁鄯善 2隋怡1三峡新能源山东昌邑发电有限公司山东昌邑 261300 2中国三峡新能源(集团)股份有限公司山东分公司山东济南 250014摘要:随着各国越来越重视清洁能源和可再生能源发电,我国可再生能源,特别是风能快速发展,成为我国能源发展中极其重要组成部分。
我国海上风能资源丰富,在发展海上风电方面具有独特的优势。
然而,与陆上风电相比,海上风电的发展面临着一些新的问题和挑战。
为此,文章详细论述了海上风电现状及发展趋势,旨在可以为行业人士提供有价值的参考和借鉴,继而更好的为行业的稳健繁荣发展贡献应有之力,构建新型能源体系助力碳达峰、碳中和“3060”目标实现。
关键词:海上风电;现状;发展趋势前言:通过多年的发展,中国风电装机容量居世界第一。
海上风电是风电技术的前沿,可以说是国际风电产业发展的关键领域。
目前,欧洲国家海上风电已进入大规模发展阶段,但我国海上风电仍处于起步阶段。
然而,中国正在大力发展海上风电,这将以陆上风电的发展为基础,实现陆上和海上风电的综合发展,旨在成为一个大型风电国家。
随着风电产业的快速发展,可开发的土地风能资源越来越少。
海上风电场稳定性强,湍流强度小、风能强、土地资源占用减少、噪声污染低,受到了各国的广泛关注。
为此,文章论述海上风电现状及发展趋势具有十分巨大的现实意义。
1海上风电发展面临的机遇挑战 1.1海上风电发展机遇 1)国家政策利好,海上风资源丰富,沿海消纳能力强。
海上风电资源储量丰富,规模潜力大,电能品质较优,靠近负荷中心,初步估计全国海上风电开发潜力超过20亿kW。
海上风电产业链长,可在勘察设计、高端制造、海上建设等产业链中形成带动效应,可作为新基建中的重要环节,刺激当地经济发展,吸引大量人才和资本投资。
风力发电工程行业现状分析报告及未来五至十年发展趋势一、引言风力发电作为一种可再生能源,正逐渐发展成为全球能源转型的重要组成部分。
本文将以业内资深精英人士的水平,对风力发电工程行业的现状进行深入分析,并展望未来五至十年的发展趋势。
二、行业现状分析市场规模不断扩大随着全球对清洁能源需求的增加和环境保护意识的提高,风力发电市场规模不断扩大。
许多国家和地区纷纷制定政策,鼓励和支持风力发电工程的建设。
同时,风力发电的成本不断降低,使其具备了更大的市场竞争力。
技术水平不断提升风力发电工程作为一项技术密集型的工程,需要各种高效、可靠的技术支撑。
随着技术的不断进步,风力发电设备的效率和可靠性不断提高。
例如,新型的风力发电机组设计和创新的叶片材料可以提高发电效率和抗风能力。
这些技术的进步推动了风力发电工程行业的发展。
市场竞争日益激烈由于风力发电市场前景广阔,吸引了众多企业进入。
市场竞争激烈,企业争夺订单和项目,并通过技术创新和成本控制来提高自身竞争力。
这种竞争不仅加剧了价格竞争,也推动了技术的不断创新和发展。
三、未来五至十年发展趋势政策支持将更加明确随着全球对可持续能源的需求增加,政府对风力发电工程的政策支持将更加明确。
政府将继续出台更多的激励政策,如补贴和税收减免等,以促进风力发电工程的发展。
同时,政府还会加强对风力发电工程的监管和管理,确保其安全、高效运行。
技术创新将进一步推动行业升级未来五至十年,风力发电工程行业将面临更多的技术创新机遇。
新型风力发电机组设计和创新的叶片材料将进一步提高风能的捕捉效率和风电机组的性能。
同时,智能化、数字化技术的应用将提高风力发电设备的运行管理效率。
海上风电发展潜力巨大海上风电发展具有巨大的潜力。
海上风力资源更加丰富且稳定,可以提供更稳定的发电量。
未来五至十年,海上风电工程将成为风力发电行业的重要发展方向。
同时,随着技术的进步和成本的降低,海上风电的商业化运行将逐渐实现。
国际合作和市场拓展助推行业发展风力发电工程行业需要加强国际合作,共同应对全球能源转型的挑战。
一、行业概况2024年,风电行业在我国能源结构调整和环境保护政策的推动下,继续保持较快的增长态势。
随着技术的不断进步和成本的下降,风电发电已经成为我国清洁能源的重要组成部分。
根据数据统计,2024年我国新增风电装机容量已经超过了去年的增长水平,达到了历史新高。
二、市场情况分析1.发电容量根据国家能源局发布的数据,2024年我国新增风电装机容量达到了XXX万千瓦。
其中,陆上风电装机容量达到了XXX万千瓦,海上风电装机容量突破了XXX万千瓦。
这种快速增长主要得益于政府的支持政策和技术的进步。
2.装机分布我国风电装机容量分布不均匀,主要集中在东北、华北和西北地区。
其中,内蒙古、辽宁、河北等地区是我国风电装机容量最大的地区。
另外,近年来,我国海上风电发展迅猛,尤其是在沿海地区如广东、福建等地。
3.发电效益随着技术的进步和成本的下降,风电发电效益逐渐提高。
根据数据统计,近年来,我国风电的利用小时数逐年增加,达到了XXX小时。
这意味着风电能源的利用效率不断提高,对于替代传统能源起到了重要的作用。
三、政策环境1.国家政策2024年,国家加大了对清洁能源的支持力度,出台了一系列的扶持政策。
其中,对于风电行业而言,鼓励新建风电场并降低上网电价。
此外,国家还加大了对风电设备制造商的支持,提高了设备购置补贴。
2.地方政策除了国家政策的支持外,各地方政府也纷纷出台了相关的政策。
例如,一些地方将风电项目列为重点扶持项目,并提供土地和税收优惠等支持措施,吸引了更多的投资者进入该领域。
四、技术进步1.装机技术随着技术的进步,在我国风电行业中,使用的风力发电机组的装机容量不断提高。
新一代的大容量风力发电机组已经可以达到XMW以上的装机容量,提高了风电项目的经济性和发电效果。
2.储能技术随着风电装机容量的不断增加,我国也开始关注风电发电的可靠性和稳定性问题。
储能技术的应用成为研究的热点之一,通过储能设备的使用,可以解决风电发电的间歇性问题,提高电网的稳定性。
2023年海上风力发电行业市场调查报告近年来,寻找新的能源替代传统石化能源的趋势越来越明显。
海上风电作为一种环保能源,已经得到广泛关注。
我收集了一些数据,通过市场调研来分析海上风力发电市场。
一、海上风电市场概述1.1 行业定义海上风电,是指将风能转化为电能,利用海洋平台,如离岸风力机组、浮式风力机组和深海风力机组等固定或浮式风力发电设备,将电能输送到陆地或用于海上设施中的一种能源。
1.2 发展历程2010年,我国在上海东海大桥附近建造了首个离岸风电示范项目,标志着海上风力发电技术进入了实际建设阶段。
截至2019年,我国海上风电装机容量已超过5000万千瓦。
1.3 行业现状目前,全球海上风电发展较为迅速,欧洲国家是海上风电的最大市场,也是技术最为成熟的地区。
美国、日本等国家在海上风电领域的投资也在逐渐加大。
近年来,我国的海上风电发展势头迅猛,海上风电已经成为我国新能源发电的重要组成部分。
1.4 市场规模根据国际能源署的预测,到2030年,全球离岸风电装机容量将达到520GW,其中中国的离岸风电将在2025年之前高速增长,到2030年达到140GW左右。
二、市场竞争分析2.1 市场主要参与者当前,全球主要的海上风电器材供应商有SGRE、MHI Vestas Offshore Wind、GE Renewable Energy、Siemens等海上风电业的重量级公司。
与此同时,国内上市公司如工业富联、中电电机等也在海上风电领域展开布局。
2.2 市场地位排名根据数据显示,近年来,欧洲在海上风能领域的投资较为强劲,欧洲厂商占据了市场份额的70%以上。
中国在装机规模上也已经超越了韩国、日本等东亚国家,但在专业技能、大型设备配套等方面,还需要多方面提升。
三、市场需求分析3.1 国际市场欧洲一直是海上风能的重要市场,随着欧洲对清洁能源的不断关注,海上风能的需求在今后的预测时期仍将保持高位增长。
南美洲、非洲和亚洲地区对海上风力的需求也在不断增加,将为海上风电产业提供更多市场潜力。
浅谈海上风电发展趋势海上风电作为清洁能源的一种,近年来受到了越来越多的关注。
相较于陆地风电,海上风电具有更大的开发空间和更高的能源密度,同时也避免了地形限制和环境影响问题。
因此,海上风电产业已成为世界各国争相开发的热门领域。
本文将围绕海上风电的发展趋势进行浅谈。
一、海上风电产业快速发展海上风电产业在过去的十年里取得了迅速的发展,世界各地陆续涌现出了大量的海上风电场。
根据国际能源署(IEA)的数据,全球海上风电总装机容量已从2005年的0.5GW增加到2019年的29GW,年均增长率达到了38%。
目前,世界上已有12个国家设立了海上风电场,且不断有其他国家加入进来。
二、技术不断升级海上风电技术升级是推动海上风电发展的重要因素。
在海上风电技术方面,存在许多挑战,例如海上环境复杂、海况恶劣、维护难度大等问题。
因此,开发更高效的海上风电技术是必须的。
近年来,海上风电技术不断升级,如风机转子和塔楼结构的改进、智能监测及维护系统的应用等,使得海上风电的发电效率不断提高。
三、投资规模不断扩大随着海上风电产业的发展,全球范围内对于海上风电的投资也在不断增加。
据市场研究机构Navigant Research的数据显示,2020年全球海上风电市场预计将达到53亿美元,这也给海上风电产业带来了更多的商业机会和发展空间。
四、政策支持不断加强近年来,许多国家都制定了各种政策以支持海上风电产业的发展。
有的国家实行补贴政策,有的国家则采取税收减免或提供优惠贷款等方式来促进该行业的发展。
此外,一些国家还推出了相关政策和法规,以规范和促进海上风电产业的发展。
五、区域发展多元化不同地区的海上风电场开发状况不尽相同,因地制宜地进行开发是必须的。
近年来,许多国家针对不同区域推出了多元化的海上风电发展计划,例如在深海、近海和沿岸地区开发不同类型的海上风电场,以满足各地的能源需求。
六、海上风电与其他能源形式结合最后,未来海上风电还将与其他能源形式结合,形成多元化的新能源系统。
第39卷 第9期 电 网 技 术 Vol. 39 No. 9 2015年9月 Power System Technology Sep. 2015
文章编号:1000-3673(2015)09-2424-08 中图分类号:TM 614 文献标志码:A 学科代码:470·40
海上直流风电场研究现状及发展前景 江道灼,谷泓杰,尹瑞,陈可,梁一桥,王玉芬 (浙江大学 电气工程学院,浙江省 杭州市 310027)
Research Status and Developing Prospect of Offshore Wind Farm With Pure DC Systems JIANG Daozhuo, GU Hongjie, YIN Rui, CHEN Ke, LIANG Yiqiao, WANG Yufen (College of Electrical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, Zhejiang Province, China)
ABSTRACT: Compared with offshore wind farm with AC collection system, offshore wind farm with pure DC system, including DC transmission and collection systems, eliminates heavy and bulky AC power frequency transformers and the needs for multiple power rectifiers, inverters and voltage boost. It shows some brilliant merits, such as smaller size and lighter weight of equipment, higher efficiency and lower cost. This paper firstly summarizes the topologies, control strategies, advantages and existing problems of offshore DC wind farm. Then a detailed discussion is made about high voltage, large capacity and high gain DC/DC converters, which are regarded as the key equipment of offshore DC wind farms. The advantages and disadvantages of different DC/DC converter topologies and their application prospects in offshore DC wind farm are pointed out. Then, the research situation of offshore DC wind farm fault protection is presented. Finally, this paper affirms the prospect of offshore DC wind farm application. The conclusion has value for utilization of ocean energy such as offshore wind.
KEY WORDS: offshore DC wind farm; DC/DC converter; fault protection; PMSG
摘要:与现有的海上风电场相比,采用直流技术汇集电能和并网的海上直流风电场无需使用笨重且体积庞大的工频交流变压器,也无需对电能进行多次整流、逆变和升压,因而在设备的体积和质量、系统损耗及建设成本等方面均具有明显优势。首先对串联升压型和辐射型2种主要类型的海上直流风电场进行了详细综述,包括其拓扑结构、控制策略、优势和存在的问题;然后详细分析了海上直流风电场的关键设备——高电压、大容量、高增益DC/DC变换器的研究现状,指出了各类DC/DC变换器的优缺点及其在海上直流风电场中的应用前景;最后对海上直流风电场的故障保护问题和经济性问题的研究情况进行了总结。所述内容对中国开展海上风电等海洋能的开发利用具有一定参考价值。
关键词:海上直流风电场;DC/DC变换器;故障保护;永磁直驱风力发电机 DOI:10.13335/j.1000-3673.pst.2015.09.008
0 引言 作为一种技术最为成熟、应用前景最为广阔的可再生能源,风力发电近年来的增长十分迅速。截至2014年年底,我国的风电装机总容量已达到114 608.89 MW。然而,随着风电的迅速发展,陆上风电场的选址越来越困难,其对生态环境的影响也越发显现。与此同时,海上风电场因其风速稳定、不占用土地资源、基本不存在环境影响等优势,逐渐成为风电发展的新趋势[1-2]。
对于离岸距离近、容量较小的海上风电场,目前一般通过中压交流电网汇集电能,再经变压器升压后通过高压交流输电线路并入岸上交流主电网。然而,随着风电场容量越来越大、离岸距离越来越远,采用高压直流输电技术实现海上风电场并网成为必然的趋势[3]。现有的经高压直流输电线路并网
的海上风电场,其内部均为交流系统,与陆上风电场完全相同,并未针对海上风电场自身的特性进行设计。以由永磁直驱风力发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)组成的海上风电场为例,由PMSG发出的电能要依次通过发电机侧变流器、电网侧变流器、低压到中压变压器、中压到高压变压器、整流器后才能送入高压直流输电线路,最后经逆变器送入岸上交流系统。多次的整流、逆变、升压不仅造成了大量的能量损耗,增加了投资,也降低了整个海上风电系统的可靠性。此外,体积和重量都十分庞大的工频交流变压器的使用,意味着风电场内部用于支撑风力发电机和换流站的海上平台的投资将会大大增加。 鉴于现有海上风电场中存在的诸多缺陷,以及柔性直流技术的不断发展,不仅使用直流技术进行风电场的并网,在风电场内部也使用直流技术汇集电能的海上直流风电场成为近年来的研究热点。研究资料表明,使用直流技术汇集电能可以有效简化第39卷 第9期 电 网 技 术 2425 海上风电场从发电到并网的整个过程,避免对电能进行多次的整流、逆变和升压,从而减少系统投资、降低损耗,更为重要的是,海上直流风电场中不需要笨重的工频交流变压器,可以使用重量更轻、功率密度更高的DC/DC变换器进行升压。因此,海上直流风电场在设备的体积和重量、系统损耗、建设成本等方面均优于现有的海上交流风电场。 本文首先对已有文献中海上直流风电场的拓扑结构及相应的控制策略进行详细综述;然后对海上直流风电场中的关键设备——高增益大容量DC/DC变换器的研究现状进行归纳,并对海上直流风电场故障保护和经济性问题的研究情况进行总结;最后指出海上风电场未来的发展方向和亟需解决的主要问题。
1 海上直流风电场的拓扑结构及其控制策略 目前的海上直流风电场拓扑根据其抬高直流电压的方式大体可以分为2类,即通过风力发电机的串联连接抬高直流电压的方式和通过DC/DC变换器抬高直流电压的方式。下面针对这2类海上直流风电场的拓扑结构和控制策略进行阐述。 1.1 串联升压型海上直流风电场 1.1.1 串联升压型海上直流风电场的拓扑结构 最基本的串联升压型海上直流风电场拓扑如图1所示,1台风力发电机和1台AC/DC变换器构成1个发电单元,发电单元的直流输出端串联连接形成足够高的直流电压以传输电能[4-6]。因此,图1
所示海上直流风电场不需要任何升压设备,也不需要在海上建设换流站,从而大大简化了系统结构,有效降低了成本。
...... 图1 串联升压型海上直流风电场结构 Fig. 1 Offshore DC wind farm with series connection
文献[4-6]对图1所示拓扑进行了研究:文献[4]中的AC/DC变换器和DC/AC变换器均采用基于晶闸管的换流器;文献[5]中采用基于绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)的电流源型换流器作为AC/DC变换器;为进一步降低系统成本,文献[6]中采用由三相不控整流桥和buck
电路组成的AC/DC变换器。 串联升压型海上直流风电场存在的最大问题是位于顶部的发电单元要承受与高压直流输电线路相同的对地电压,这给风力发电机的绝缘设计带来了很大困难,严重限制了该拓扑的实用性。为解决这一问题,文献[7-8]提出了图2所示的发电单元拓扑,通过使用电隔离的高频变压器,可以将风力发电机的绝缘问题转移到高频变压器上,从而使普通PMSG在串联升压型海上直流风电场中的应用成为可能。文献[9]中通过将图2中的单相高频变压器替换为三相高频变压器,进一步提高了此类拓扑的功率密度,减小了发电单元的体积和重量。 PMSG三相AC/单相ACAC/
DC
高频变压器
图2 带隔离变压器的发电单元 Fig. 2 Power unit with isolated transformer
应该指出的是,因为每个风力发电单元均需要1台高频隔离变压器,随着串联发电单元数量的增加,势必增加高频隔离变压器及其绝缘的投资。所以,无论有没有使用带隔离变压器的风力发电单元,串联升压型海上直流风电场的直流传输电压都不可能达到很高,这在一定程度上限制了该拓扑在远距离大容量海上风电场中的应用。 在一个实际的海上风电场中,风力发电机的数量可能会达到上百台,因此不可能将所有的风力发电机全部串联在一起。一些文献提出通过将风力发电机进行分组以解决这一问题。通过分组方式连接的海上直流风电场拓扑共有3种,即先并联后串联型[10]、先串联后并联型[11-12]和矩阵型[12],分别如图
3(a)(b)(c)所示。矩阵型拓扑的主要优势是可以克服先串联后并联型拓扑在某1台风力发电机发生故障时,组内其余风力发电机出现严重过电压的问题,其缺陷在于增加了海上直流电缆的长度并且需要使用大量的直流断路器,导致系统的复杂程度和投资都明显增加。 1.1.2 串联升压型海上直流风电场的控制策略 文献[4-9]中对海上直流风电场的控制策略进行了研究,这些控制策略具有一定的相似性,一般均通过岸上的DC/AC变换器将高压直流输电线路的电流控制在参考值,由各个发电单元分别调节其输出的直流电压来实现对PMSG的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)控制。针对各文献中的不同发电单元结构,其控制输出电压的方式各有不同,这里不再逐个进行分析。