下载文档原格式
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展一、本文概述随着能源结构的优化和电网技术的发展，柔性直流输电（VSC-HVDC）技术以其独特的优势，在电力系统中的应用越来越广泛。
本文旨在全面概述柔性直流输电工程的技术研究、应用现状以及未来的发展趋势。
我们将从柔性直流输电的基本原理出发，深入探讨其关键技术和设备，包括换流器、控制系统、保护策略等。
我们还将分析柔性直流输电在新能源接入、电网互联、城市电网建设等领域的应用案例，评估其在实际运行中的性能表现。
我们将展望柔性直流输电技术的发展前景，探讨其在构建清洁、高效、智能的电力系统中发挥的重要作用。
通过本文的阐述，我们希望能够为从事柔性直流输电技术研究和应用的同行提供有益的参考和启示。
二、柔性直流输电技术原理柔性直流输电技术，又称为电压源换流器直流输电（VSC-HVDC），是近年来直流输电领域的一项重大技术革新。
与传统的基于电网换相换流器（LCC）的直流输电技术不同，柔性直流输电技术采用基于可关断器件的电压源换流器（VSC），这使得它在新能源接入、城市电网增容和孤岛供电等方面具有独特的优势。
柔性直流输电技术的核心在于电压源换流器（VSC）。
VSC采用可关断的电力电子器件（如绝缘栅双极晶体管IGBT），通过脉宽调制（PWM）技术实现对交流侧电压和电流的有效控制。
VSC既可以作为有功功率的源，也可以作为无功功率的源，因此它具有更好的控制灵活性和响应速度。
在柔性直流输电系统中，VSC通常与直流电容器和滤波器并联，以维持直流电压的稳定和滤除谐波。
VSC通过改变其输出电压的幅值和相位，可以独立地控制有功功率和无功功率的传输，从而实现对交流电网的灵活支撑。
柔性直流输电技术还采用了先进的控制系统，包括换流器控制、直流电压控制、功率控制等，以确保系统的稳定运行和电能质量。
这些控制系统可以根据系统的运行状态和实际需求，对VSC的输出进行实时调整，从而实现对交流电网的精准控制。
柔性直流输电技术以其独特的电压源换流器和先进的控制系统，实现了对交流电网的灵活支撑和精准控制。
2011年第12期0引言2010年3月，我国第一座大型海上风电项目———东海风电场成功完成了首台风电机组的安装，标志着我国海上风电已进入工程实施阶段。
目前，我国正在大力发展陆上风电场，针对陆上风电场开展的风机设计、功率调节、风电并网等研究为风电发展提供了技术支撑[1]。
但陆上风电场需占用大量土地资源，这对于经济发展迅速、寸土寸金的浙江省来说，将面临许多阻力。
相比之下，浙江省海上风能资源潜力巨大，发展海上风电可行性较高。
本文从浙江省实际地理结构、气候特征及电网框架出发，分析了发展海上风电的优势、阻力及前景，提出了可能遇到的技术难点，探讨了适应浙江实际状况的海上风电关键技术；同时，为保证浙江近海风电的健康发展及电网接纳风电后的安全稳定运行，对浙江海上风电场的设计提出了部分设计原则，具有较强的实际意义。
1浙江发展海上风电的优势、阻力及前景1.1浙江发展海上风电的优势浙江省东邻东海，具备开发海上风电的条件并具有独特的优势，主要包括以下几个方面：（1）海上风能丰富。
浙江省内全年季风显著，在杭州湾海域、舟山东部海域、宁波象山海域、浙江海上风电初探及展望卢史杰1，郝捷2，张睿3（1.鄞州供电局，浙江宁波315000；2.天津市电力公司高压供电公司，天津300381；3.东北电力大学，吉林吉林132012）摘要：结合浙江省经济发展现状及地理气候特征，分析了开发海上风电的必要性、优势及阻力。
探讨了海上风电建设过程中的关键技术，给出了适应浙江实际状况的海上风电类型选择、海上变电站接入原则、入网电压等级选择以及电缆铺设的注意事项。
关键词：浙江；海上风电；关键技术；设计原则中图分类号：TM715文献标志码：A文章编号：1007-1881（2011）12-0020-04Exploration and Prospect of Offshore Wind Power in Zhejiang ProvinceLU Shi -jie 1，HAO Jie 2，ZHANG Rui 3（1.Yinzhou Power Supply Bureau ，Ningbo Zhejiang 315000，China ；2.Tianjin Power High Voltage Power Supply Company ，Tianjin 300381，China ；3.Northeast Dianli University ，Jilin Jilin 132012，China ）Abstract:The necessity ，advantages and resistance of offshore wind power in Zhejiang province are analyzed combined with its current situation of economic development and geographical and climatic characteristics.The key technologies in offshore wind power construction are analyzed.Meanwhile ，the offshore wind power type selection ，offshore substation access principles ，access voltage grade selection and cable laying consider -ations for the actual situation in Zhejiang are provided.Key words:Zhejiang ；offshore wind power ；key technology ；design principles浙江电力ZHEJIANG ELECTRIC POWER202011年第12期台州海域和温州海域均具有丰富的海上风能资源，具备建设大型海上风电场的条件。
能源行业海上风电场开发方案第一章海上风电场开发背景与规划 (2)1.1 海上风电场发展背景 (2)1.1.1 国际背景 (2)1.1.2 国内背景 (3)1.1.3 技术背景 (3)1.2 海上风电场开发规划 (3)1.2.1 总体规划 (3)1.2.2 布局规划 (3)1.2.3 规模规划 (3)1.2.4 开发时序 (4)第二章海上风电场资源评估 (4)2.1 风资源评估 (4)2.2 海洋环境评估 (4)2.3 地质条件评估 (5)第三章海上风电场开发模式与政策 (5)3.1 开发模式分析 (5)3.1.1 产业一体化模式 (5)3.1.2 合作开发模式 (5)3.1.3 EPC（设计采购施工）模式 (5)3.2 政策法规与扶持政策 (5)3.2.1 政策法规 (5)3.2.2 扶持政策 (5)3.3 市场分析与竞争态势 (6)3.3.1 市场分析 (6)3.3.2 竞争态势 (6)第四章海上风电场设计 (6)4.1 风电机组选型 (6)4.2 基础设施设计 (7)4.3 电气系统设计 (7)第五章海上风电场施工与安装 (7)5.1 施工方案设计 (7)5.2 安装工艺与设备 (8)5.3 安全管理 (8)第六章海上风电场运维管理 (9)6.1 运维组织结构 (9)6.1.1 组织架构 (9)6.1.2 职责分工 (9)6.2 运维技术与管理 (9)6.2.1 运维技术 (10)6.2.2 运维管理 (10)6.3 风电场监测与预警 (10)6.3.1 监测系统 (10)6.3.2 预警系统 (10)第七章海上风电场环境保护与监测 (11)7.1 环境影响评估 (11)7.1.1 评估目的与原则 (11)7.1.2 评估内容与方法 (11)7.1.3 评估结果与分析 (11)7.2 环保措施与实施 (11)7.2.1 环保措施设计 (11)7.2.2 环保措施实施 (11)7.3 环境监测与评估 (12)7.3.1 监测内容与方法 (12)7.3.2 监测制度与责任 (12)7.3.3 监测结果与应用 (12)第八章海上风电场投资与经济效益分析 (12)8.1 投资分析 (12)8.2 经济效益评估 (12)8.3 投资风险分析 (13)第九章海上风电场市场前景与产业发展 (13)9.1 市场前景分析 (13)9.2 产业链发展 (14)9.3 产业政策与趋势 (14)第十章海上风电场开发案例分析 (15)10.1 国内外典型海上风电场案例分析 (15)10.1.1 欧洲海上风电场案例 (15)10.1.2 亚洲海上风电场案例 (15)10.1.3 国内海上风电场案例 (15)10.2 开发经验与启示 (15)10.2.1 技术创新 (15)10.2.2 政策支持 (15)10.2.3 产业链协同 (16)10.3 优化建议与展望 (16)10.3.1 优化开发布局 (16)10.3.2 加强技术创新 (16)10.3.3 完善政策体系 (16)10.3.4 推动国际合作 (16)第一章海上风电场开发背景与规划1.1 海上风电场发展背景1.1.1 国际背景全球气候变化和能源需求的日益增长，可再生能源的开发和利用已成为各国能源战略的重要方向。
海上风电典型送出方案技术经济比较研究李飞飞;王亮;齐立忠;张磊;刘勇【摘要】海上风力发电具有不占用土地资源，风速高的优点，是风电产业未来的主要发展方向。
结合国内海上风电工程实例，在给出典型海上风电并网方案基础上，对海上风电场的交流、直流送出方案的技术经济比较进行分析研究。
%As the offshore wind farm occupies no land and has high wind speed,it has become the major development direction of the wind power industry. In this paper,the typical transmission schemes are given based on the domestic offshore wind farm projects. And a detail analysis is presented on technical and economical comparisons of both AC and DC transmission schemes for the offshore wind farm.【期刊名称】《电网与清洁能源》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】5页(P140-144)【关键词】海上风电;典型送出方案;技术经济比较【作者】李飞飞;王亮;齐立忠;张磊;刘勇【作者单位】河北省电力勘测设计研究院，河北石家庄 050031;河北省电力勘测设计研究院，河北石家庄 050031;国网北京经济技术研究院，北京 102209;河北省电力勘测设计研究院，河北石家庄 050031;河北省电力勘测设计研究院，河北石家庄 050031【正文语种】中文【中图分类】TM614我国海上风能资源丰富，可开发风能资源约7.5亿kW，是陆上风能资源的3倍[1]，且主要分布在经济发达、电网结构较强、缺乏常规能源的沿海地区。
前言风能的开发、利用主要有两种形式，分别是陆地风能和海上风能。
近年来我国新增风电装机容量以年均100%的速度在高速发展，但风电开发主要集中在陆地，海上风电资源开发则刚刚起步。
我国海上有丰富的风能资源和广阔平坦的区域，可利用的风能资源超过7.5亿千瓦，而且距离电力负荷中心很近，使得近海风力发电技术成为近来研究和应用的热点。
海上风力发电场将成为未来风能应用和发展的重点，海上风力发电也是近年来国际风力发电产业发展的新领域。
由于海底自然环境恶劣及不可预见性，海上风电用海底电缆是设计技术、制造技术难度较大的电缆品种。
海底电缆不仅要求防水、耐腐蚀、抗机械牵拉及外力碰撞等特殊性能，还要求较高的电气绝缘性能和很高的安全可靠性，特别是大长度海缆、海底光电复合缆更是对目前电缆行业的制造能力和技术水平提出了极大挑战。
1 海底光电复合缆的应用概述海底光电复合缆就是在海底电力电缆中加入具有光通信功能及加强结构的光纤单元，使其具有电力传输和光纤信息传输的双重功能，完全可以取代同一线路敷设的海底电缆、海底光缆，节约了海洋路由资源，降低制造成本费用、海上施工费用、路岸登陆费用，直接降低了项目的综合造价和投资，并间接地节约了海洋调查的工作量、后期路由维护工作。
海底光电复合缆广泛应用于海上石油和石化项目、大陆与岛屿、岛屿与岛屿之间、穿越江河湖底的电力和信息传输。
近几年蓬勃发展的海上风力发电场更是大多采用海底光电复合缆，我国近两年建设的近海试验风电场全部采用海底光电复合缆实现电力传输和远程控制。
随着信息化、自动化及我国海洋事业和智能电网的快速发展，未来的数十年内，无论是海上风力发电，还是海上石油平台等海上作业系统应用的海底电缆，绝大多数都将使用海底光电复合缆。
经统计，从2007年至今，中天科技海缆公司共收到国内外海缆咨询信息二百多份，涉及海缆数量2000多公里，其中光电复合缆占82.3%。
据2009中国国际海上风电和传输大会称，中国沿海-20m水深以内风电可开发量约7.5亿kW，为我国陆上风电可开发量的3倍，因此,海上风电资源将成为我国开发清洁能源的一个重要领域。
风电并网新技术——柔性直流输电详解“通俗地讲，在现有的电网中使用了柔性直流输电系统，相当于在电网中接入了一个阀门和电源，它不仅可以有效地掌握其上面通过的电能，隔离电网故障的集中，而且还能依据电网需求，自身快速、敏捷、可调地发出或者汲取一部分能量。
”中国电科院贺之渊博士介绍道，“这对优化电网的潮流分布，增加电网稳定性，提升电网的智能化和可控性，都具有肯定的作用。
”从技术上来说，柔性直流输电是以电压源换流器为核心的新一代直流输电技术，其采纳最先进的电压源型换流器和全控器件，是常规直流输电技术的换代升级。
相比于沟通输电和常规直流输电，在传输能量的同时，还能敏捷地调整与之相连的沟通系统电压。
具有可控性较好、运行方式敏捷、适用场合多等显著优点。
沟通并网的技术瓶颈目前，使用沟通并网是绝大多数风电场并网的选择。
但是风电场通过沟通并网目前普遍存在一些技术瓶颈：首先，使用沟通并网需要风电场和所连接的沟通系统必需严格保持频率同步，而风机对并网处沟通母线电压波动较为敏感。
现有运行阅历表明，沟通系统电压波动是风机退网的主要缘由之一。
其次，在沟通系统发生故障的状况下，风电场的稳定运行往往需要在母线出线端加装无功补偿装置，从而提高风场的故障穿越力量。
但这样一来加大了风电场投资，另外补偿装置对风机的最大风能捕获及风机掌握器本身，都有可能造成不利影响。
最终，对于海上风电场来说，假如使用沟通电缆连接，当电缆长度超过肯定数值后，需要很大的感性无功补偿装置，尤其是对于距离岸边较远的风电场来说，在线路中间进行无功补偿几乎没有可能。
而使用柔性直流输电电缆理论上没有距离限制，所以当超过肯定的等价距离后，一般大于50~100千米，使用直流并网是最合理的选择。
常规直流输电存问题常规直流需要所连沟通系统供应换相电压，比较简单发生换相失败的故障，这对于风电场来说大大降低了其平安稳定运行的力量。
常规直流在传输同样容量的功率时，比沟通和柔性直流输电方案的占地面积要大得多(两倍以上)，因此不适合风电场使用。
直流输电的特点及发展前景直流输电是一种将电能以直流形式进行输送的电力传输方式。
相对于传统的交流输电方式，直流输电具有以下几个显著的特点：1.低损耗：直流输电的输电线路导线的线电阻损耗远远小于交流输电线路，因此直流输电可以减少输电线路的损耗，提高电能传输的效率。
2.远距离传输：直流输电不受交流输电系统的传输距离限制，可以实现远距离的电力传输。
这对于输送远离发电厂的电能具有重要意义，可以使电能更加均匀地分布于各地区。
3.节约空间：直流输电所需的导线的横截面积更小，相比于交流输电的线路，可以节约大量的导线材料，减少输电线路所占用的空间。
4.适用高压输电：直流输电更适用于高压输电，因为直流输电系统的故障电弧容易熄灭，对设备和系统的安全性更高。
5.稳定性强：直流输电在传输过程中可以很好地控制电压和电流，能够提供更加稳定的电力供应。
直流输电技术在过去几十年中得到了快速的发展，并且在当前的能源转型和电力系统升级中显示出广阔的应用前景：1.大规模电力输送：直流输电可以实现大规模电力的长距离传输，特别适用于跨国乃至全球范围内的电力输送，如远离海岸的海上风电场的电力输送等。
2.可再生能源的接入：直流输电能够方便地接入可再生能源，如风电、太阳能等。
由于可再生能源源头分布广泛且通常地理位置远离负荷中心，利用直流输电技术可以将这些能源高效输送到负荷中心，推动可再生能源的开发和利用。
3.智能电网建设：直流输电技术与智能电网的建设相结合，可以实现电网的优化、监控、调度和管理。
通过直流输电系统的信息传输和控制能力，可以实现电力系统的高效运行、降低供需风险和提高安全性。
4.电动交通发展：随着电动交通的发展，对电力供应的要求也越来越高。
直流快速充电技术可以通过直流输电实现高功率电能的快速输送，满足电动交通对电力的需求。
海上风力发电技术现状及发展趋势一、本文概述随着全球能源结构的转型和清洁能源的日益重视，海上风力发电作为可再生能源的重要组成部分，正逐渐崭露头角。
本文旨在对海上风力发电技术的现状进行深入剖析，并展望其未来的发展趋势。
文章将首先介绍海上风力发电的基本概念、原理及其在全球能源转型中的重要性。
随后，将重点阐述当前海上风力发电技术的关键进展，包括风力发电机组的大型化、深远海风电技术的发展以及海上风电与海洋能的融合等。
在此基础上，文章将探讨海上风力发电面临的挑战，如海洋环境的复杂性、基础设施建设的高成本等。
文章将展望海上风力发电技术的未来发展趋势，包括技术创新、成本控制、政策支持等方面，以期为全球海上风力发电产业的可持续发展提供参考。
二、海上风力发电技术现状近年来，随着全球能源结构的调整与环保意识的加强，海上风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，逐渐受到世界各地的重视。
目前，海上风力发电技术已经取得了显著的进步，并在全球范围内实现了商业化应用。
在技术层面，海上风力发电的关键技术主要包括风机设计、风机基础结构、海上施工与运维等方面。
风机设计方面，现代海上风力发电机组已实现了大型化、高效率、高可靠性，单机容量不断提升，以适应更为复杂和严苛的海上环境。
风机基础结构方面，随着技术的发展，已经形成了固定式基础（如单桩基础、三脚架基础等）和浮式基础（如半潜式基础、张力腿平台等）两大类，以适应不同水深和地质条件的需求。
在施工与运维方面，随着工程经验的积累和技术进步，海上风力发电项目的建设周期不断缩短，施工效率不断提高。
同时，随着远程监控、智能诊断等技术的应用，海上风力发电项目的运维管理也日趋智能化、精细化，有效提升了项目的运营效率和安全性。
在全球范围内，欧洲是海上风力发电技术的先行者和领导者，特别是英国、德国和荷兰等国家，已经建成了一批规模化的海上风力发电场。
亚洲地区，特别是中国，近年来在海上风力发电领域也取得了显著的进展，已成为全球海上风力发电市场的重要力量。
