66 kV海上风电交流集电系统应用.pdf
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1、19电力安全技术第25卷(2023年第6期)66 kV海上风电交流集电系统应用俞立凡,王仁忠,余 浩(中国华电集团有限公司浙江分公司,浙江 杭州 310021)Application of 66 kV Offshore Wind Power AC Collector SystemYU Lifan,WANG Renzhong,YU Hao(Zhejiang Branch of China Huadian Group Co.,Ltd.,Hangzhou 310021)摘 要 某海上风电项目在国内首次应用 66 kV 交流集电系统,克服了传统的 35 kV 海缆面临着可互联的风机数量少、单位成本不断
2、增加等制约因素,提升了项目建设的经济性和用海的合理性,同时该系统具备灵活的风电机组拓扑路线设计,有效提高了线路施工的便利性以及运行的安全性和可靠性。关键词 海上风电;交流集电系统;关键设备Abstract:An offshore wind power project,which adopts the 66 kV AC collector system for the first time in China,overcomes the constraints of the traditional 35 kV sea cables such as low quantity of interconn
3、ected fans and increasing unit costs,and improves the economics of project construction and the rationality of sea utility.The system features a flexible wind power unit top route design,and effectively improves the convenience of line construction and the safety and reliability of line operation.Ke
4、y words:offshore wind farm;AC collector system;key equipment中图分类号:TM614 文献标识码:A 文章编号:1008-6226(2023)06-0019-03一期工程装机容量 300 MW,共布置 43 台单机容量 7 MW 的风电机组。项目规划新建一座陆上 220 kV 升压站,设计规模按风电场 400 MW 装机规模考虑,电气设备按一期 300 MW 的装机容量进行部署,预留远期100 MW 容量的建设场地。海上风电机组根据开发建设时序分为南、北两个场区(分别布置了 21,22 台风机),并采用 4 回(南、北区各为 2 回线路
5、)66 kV 集电线路将风机所发电量输送至陆上升压站,经升压至 220 kV 后并入电网。从经济性考虑,海上风电的海缆在登陆后应采用架空线敷设至 220 kV 升压站。但根据项目实际情况,4 回 66 kV 海缆登陆后首先通过 J 型管固定在岩石壁上,出 J 型管后进入电缆沟并敷设至海陆缆转换井转成陆缆,再深埋穿越田地(埋设深度不小于 1 m),引至 4 回路架空线进入陆上 220 kV 升压站。0引言随着国家能源结构的调整,新能源发电快速发展。海上风电作为新能源的重要组成部分,因其风速大、运行稳定性高等优势1,成为新能源发电的重点发展方向之一。目前,海上风电单机容量趋于大型化,常规 35 k
6、V 海上风电交流集电系统无论是在工程经济性还是用海合理性方面均存在明显的局限性。因此,某海上风电项目在国内首次应用66 kV 交流集电系统并取得较好的使用效果。1项目简介某海上风电场位于浙江省玉环县近海海域,场区中心离岸距离约 10 km,水深约 10 m,海底地形较平坦;工程场区呈多边形布置,东西长约 6.4 km,南北宽约 8.4 km,规划海域面积 24.0 km2;项目规划总装机容量 400 MW,分两期开发建设,其中第25卷(2023年第6期)电力安全技术202660 kV 集电系统优势分析海上风电在海上的电量输送一般依靠交流海缆,采用“干线式”接线方式,在海缆载流量和热动力允许的条
7、件下,以尽可能多的数量连接风机机组,交流集电后分成几组输送到海上升压站或在离岸较近的情况下直接输送到陆上升压站。35 kV 交流集电系统是海上风电常用的输电方案,随着海上风电单机容量和规模的不断增大,35 kV 交流集电系统的局限性越来越突出,如可互联的风机数量少、所需海缆越来越长以及单位成本不断增加等。因此,采用更高电压等级的集电线路成为当前的发展趋势,66 kV 交流集电系统具有以下优势。(1)更具经济优势。对于设计有海上升压站的海上风电,其投资、年运行维护成本和度电成本相对较低2;对于离岸距离小于 15 km 且无海上升压站的海上风电场,也具有投入低、损耗低的优势。(2)更灵活的风电机组
8、拓扑路线设计,可显著减少集电海缆总用量,从而减轻敷设工作量和难度;同时也能降低集电海缆用海面积,海缆路由审批更加容易3。(3)船锚或捕鱼设备等对投运海缆损伤的风险下降。随着海缆线路数量的不断增加,在近海区域由于船锚钩挂造成的海缆故障越来越严重,而66 kV 交流集电系统较短的集电线路和灵活的拓扑路线设计,可有效降低锚害风险,提升系统的安全性、可靠性。3系统关键设备3.1电气设备海上风力发电机组可在不同速度下进行运转,具有功率因数可调、低电压穿越等功能;单机组电气参数为额定容量 7 MW、额定电压 1 140 V、额定频率 50 Hz、额定功率因数 0.95(可调)。每台风机设计配置一套升压设备
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