集电线路布局对海上风电场的作用
海上风电场66kV集电系统研究
海上风电场66kV集电系统研究发布时间：2022-08-31T07:42:51.885Z 来源：《工程建设标准化》2022年37卷4月8期作者：柳双乙[导读] 欧洲最早提出66kV作为海上风电集电系统电压等级的替代方案，并已在英国、丹麦的海上风电场实施，体现出一定优势。
柳双乙中电建（烟台）风力发电有限公司，265110摘要：欧洲最早提出66kV作为海上风电集电系统电压等级的替代方案，并已在英国、丹麦的海上风电场实施，体现出一定优势。
与35kV集电系统相比，66kV集电海缆工程量将显著减少，电缆投资和铺设工程费用也随之降低，但在设备投资方面，66kV海底电缆、海上升压站主变压器、风机内升压变压器、66kV配电装置等单价相比35kV设备增加较多，须进行技术经济比选。
关键词：海上风电场；66kV；集电系统；研究引言为了应对气候环境的变化，倡导地球和人类的可持续发展，世界能源正向着低碳化、无碳化的发展模式转型。
可再生能源在未来非化石能源结构中的地位快速上升，将成为未来增长最快的能源。
其中风电是可再生能源发电的“主力军”，而海上风电将成为未来风电市场的发展重心。
1.集电海缆受外部损伤概率对比分析海缆故障风险在海上风电场风险评估中不可回避。
虽然以往运行经验得到的结论是海缆几乎没有自发的电气故障，但海缆附件故障（如终端安装不当、接头未处理好等）或外力因素（锚害、暴力施工等）造成的损伤则是不可忽略的潜在威胁。
采用66kV集电系统在技术方面体现出一定的优势，在设定场址规模、风机单机容量相同的条件下，将海上风电场集电系统电压等级由35kV升高至66kV，集电海缆有功损耗、敷设工期和故障率都显著降低；在设定场址规模相同的条件下，集电系统采用35kV电压等级，集电海缆有功损耗、敷设工期和故障率基本不会随着风机容量升高而变化，但当集电系统采用66kV电压等级且风机单机容量提升至8MW以上时，集电海缆敷设工期和故障率分别有一定幅度下降，集电海缆有功损耗基本相当。
海上风电场并网的影响及对策
海上风电场并网的影响及对策海上风电出力随机性强，间歇性明显，机组本身的运行特性和风资源的不确定性，使得风电机组不具备常规火电机组的功率调节能力。
因此，海上风电场并网会对电网的运行产生一定的影响，本章将从研究风电机组的电气特性出发，详细阐述风电出力的特点，进而指出风电场并网对电网的影响，最后给出相应的解决措施。
3.1 海上风电场并网的影响针对风速的随机性、间歇性导致海上风电功率的不确定性大，以及风电机组本身的运行特性使风电场输出功率具有波动性强的特点，需要从系统电压、频率以及系统的稳定性等方面研究海上风电场出力的特点和海上风电场并网对电网的影响，以提出相应的对策和解决措施。
3.1.1 风电出力的特点（1）风电出力随机性强，间歇性明显。
风电出力波动幅度大，波动频率也无规律性，在极端情况下，风电出力可能在0～100%范围内变化。
风电出力有时与电网负荷呈现明显的反调节特性。
风电场一般日有功出力曲线如图3-1所示。
图3-1 风电场一般日有功出力曲线可见，风电功率出力的高峰时段与电力系统日负荷特性的高峰时段（8：00—11：00，18：00—22：00）并不相关，体现了较为明显的反调峰特性。
一些地区全年出现反调峰的天数可占全年天数的1/3～1/2。
反调峰的现象导致风电并入后的等效负荷峰谷差变大，恶化了电力系统负荷变化特性。
（2）风电年利用小时数偏低。
国家能源局发布数据显示，2014年年底全国并网风电装机容量9581万kW，设备平均利用小时1905h。
其中，海上风电约38.9万kW，设备平均利用小时略高，可达到2500h左右。
（3）风电功率调节能力差。
风电机组在采用不弃风方式下，只能提供系统故障状况下的有限功率调节。
风电机组本身的运行特性和风资源的不确定性，使得其不具备常规火电机组的功率调节能力。
3.1.2 对电网的影响风电等可再生能源接入系统主要有以下问题：（1）通常风能资源丰富地区距离负荷中心较远，大规模的风电无法就地消纳，需要通过输电网输送到负荷中心。
海上风电场并网方案研究
海上风电场并网方案研究庄明振【摘要】风能作为一种可再生的清洁能源，有望成为传统能源的替代品，海上风电成为未来风电发展的趋势。
针对海上风电场的并网方案进行研究，分析了交流并网方案和直流并网方案的拓扑结构。
对比两种方案，当输电距离较短时，采用交流并网更优；输电距离较长时，采用直流并网更优。
以一个500 MW风电场为例，从对比分析两种并网方案的投资成本和损耗出发，验证了交流并网更适用于近海电场、直流并网更适用于远海电场的结论。
%Wind energy,as a kind of renewable and clean energy,is expected to be the substitute of the tradi-tional energies,offshore windfarm has been a trend. In the article,the integration scheme of windfarm is dis-cussed,different topologic scheme of AC and DC integration is compared. According to comparison,when the distance is short, AC integration is better;while the distance is long, DC integration is prior. For a offshore windfarm with a capacity of 500MW,the costs and losses of the two integrations are compared,drawing the con-clusion that AC integration is better for locate offshore windfarm and DC integration is better for offshore wind-farm.【期刊名称】《东北电力大学学报》【年(卷),期】2016(036)004【总页数】7页(P19-25)【关键词】海上风电场;交流并网;直流并网;投资;损耗【作者】庄明振【作者单位】东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012【正文语种】中文【中图分类】TM733近年全球电力能源消费在持续增长，而由于过度利用化石能源造成的环境问题促使人们将注意力更多的转向清洁能源，风电由于其可再生、无污染、能量大、前景广等优点，成为世界范围内发展速度最快的新能源[1-3]。
风力发电的地理布局分析
风力发电的地理布局分析随着全球对可再生能源的需求不断增加，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，正逐渐成为各国能源转型的重要组成部分。
然而，风力发电的地理布局对于其发展和利用至关重要。
本文将从地理角度分析风力发电的地理布局，并探讨其在不同地区的优势和挑战。
一、地理条件对风力发电的影响地理条件是影响风力发电的重要因素之一。
首先，风的强度和稳定性是风力发电的基础。
通常来说，风速较高、稳定的地区更适合建设风力发电场。
例如，海洋沿岸、山脉和高原地区往往具有较强的风力资源，因此更适合建设风力发电场。
其次，地形地貌对风力发电的影响也不可忽视。
地形的起伏和开阔程度会影响风的流动情况，进而影响风力发电机组的效率。
一般来说，平坦的地区比起丘陵和山地更适合建设风力发电场，因为平坦地区风的流动更加稳定。
最后，气候条件也是影响风力发电的重要因素之一。
气候条件直接影响风力发电机组的运行效率和可靠性。
例如，极寒地区的低温和冰雪可能导致风力发电机组结冰，影响其正常运行；而高温地区则可能导致机组过热，降低发电效率。
因此，在选择风力发电场址时，需要考虑当地的气候条件。
二、全球风力发电的地理布局特点根据地理条件的不同，全球风力发电的地理布局呈现出一些特点。
首先，欧洲是全球风力发电的领头羊。
欧洲拥有众多的海岸线和山脉，这些地理条件为风力发电提供了得天独厚的优势。
丹麦、德国、西班牙等国家在风力发电方面取得了显著的成就。
其次，北美洲也是风力发电的重要地区。
美国和加拿大拥有广袤的土地和丰富的风力资源，尤其是美国的大平原地区和加拿大的西部地区，成为风力发电的热门区域。
此外，墨西哥、巴西等南美洲国家也在积极发展风力发电。
再次，亚洲地区的风力发电正在快速发展。
中国、印度等亚洲国家人口众多，对能源需求量大，因此加大了对风力发电的投资和发展力度。
此外，日本、韩国等岛国也在积极利用海洋风力发电资源。
三、中国中国是全球风力发电的重要国家之一，拥有丰富的风力资源。
风电场中的集电线路
Ｖ 经 箱 变 升 压 至 ３５ ｋＶ 后 接 入 风 电场 升 压 变 电
站 ，经 主变压 器 二次 升 压 至 ｌ１Ｏ ｋＶ 后 接 人 系 统 。
该 升高 电压 风 电场 共 需 架 设 ４回 ３５ ｋＶ 集 电线
路 。
以下对 二 种 箱 变 升 高 电压 方 案 进 行 经 济 比
用 一机 一变组 合 方式 。
２．３ 升 压箱 变 的升压 电压 等级
风力 发 电机 组发 出的 电量需 输送 至 电力 系统
中去 ，为 了减少 线 损应 逐级 升压送 出 ，因此要 对 风
电机 组 配备 升压 变 压器 升 至 １Ｏ ｋＶ 或 ３５ ｋＶ 接
人 电网 。 以下 将 假 设 一般 风 电场 条 件 ，对 于 升压
２００８年第 ６期
上 海 电力
风 电场 中的集 电线路
陈 博
（上 海 电力 设 计 院 有 限 公 司 ，上 海 ２０００２５）
摘 要 ：风 电场 中 集 电线 路 有 架 空 线 、电 缆 、电 缆 架 空 线 混 合 等 三 种 接 线 方 式 ，文 章 分 析 了风 电场 中 集 电 线 路 的 接 线 型 式 选 择 、线 缆 选 用 、线 缆 敷 设 等 问题 ，并 提 出 了相 应 的 解 决 方 案 。 关 键 词 ：风 电场 ；集 电 线 路 ；接 线方 式 中 图 分 类 号 ：ＴＭ６１４ 文献 标 识 码 ：Ｂ
ｌ ｊ ２２
３３台 ３３台
ｌ０ ＶＩ 【 ｌ＿１５０
２０万元／ｋｍ ６８Ｏ
３４ ｋｍ单杆单Ｄｌ
３５ ｋＶ ＬＧＪ１ ５０ ３ 万元 ｋｍ
７３５ ２ｌ ｋｍ单杆单回
线路 开关柜
海上风电集中送出示范工程案例
海上风电集中送出示范工程案例
海上风电集中送出示范工程是指利用海上风能资源，通过集中式送出系统将电能从海上风电场输送到岸上电网的示范工程。
这种工程旨在解决海上风电场建设中的电力输送和集中管理问题，具有重要的示范意义。
一个成功的海上风电集中送出示范工程案例是中国的“东海深水区域海上风电综合示范工程”。
该项目由中国电力投资集团公司和中国南方电网公司共同投资建设，位于浙江省舟山市东海深水区域。
该项目利用深水区域丰富的风能资源，建设了海上风电场，并采用了集中式送出系统，将海上风电产生的电能通过海底电缆输送到陆地上的变电站，再接入国家电网。
该示范工程克服了深水区域风电场建设和电力输送的技术难题，为中国海上风电产业的发展提供了宝贵经验。
另一个案例是欧洲的“Horns Rev 2风电场”。
这是丹麦北海岸的一个海上风电场，采用了集中式送出系统，将风电产生的电能通过海底电缆输送到岸上，并接入丹麦国家电网。
该示范工程为欧洲海上风电场的发展提供了成功的范例，为海上风电的可持续发展做出了重要贡献。
这些案例表明，海上风电集中送出示范工程是推动海上风电产业发展的重要举措，通过技术创新和示范效应，为海上风电的规模化应用提供了重要支持，对于推动清洁能源的发展和应对气候变化具有重要意义。
浅谈海上风电场电力系统
国近海 海域风 电装机 容 量 可 达 １亿 ～２亿 千 瓦。
与 陆 上 风 电相 比 ， 上 风 电 年 利 用 小 时 长 ， 速 较 海 风 陆 上 更 高 ， 切 变 更 小 ， 流 强 度 小 ， 稳 定 的 主 风 湍 有
导方 向 ， 组运 行稳 定 、 机 寿命 长 ， 不需 要很 高 的塔
Ｈａ ｎ Ｚｈｏ ｎｇ— ｎｇ Ｍｅｎ ｉｙａ ｑｉ ． ｇ Ｈａ — ｎ
（ ． ｏ ｈＣ ｉａＧ ｉ ｏ ａ ｙＬｍｉ ｄ， ｅｊ ｇ１ ０ ５ Ｃ ｉａ １ Ｎ ａ ｈｎ ｒ Ｃ ｍｐ ｎ ｉ ｔ Ｂ ｉｎ ０ ０ ３， ｈｎ ； ｄ ｅ ｉ ２ ｈｎ ｕｉ ｉｄＥ ｅｇ ｅ ｅ ｐ ｅ ｔＣ ．Ｌｄ ， ｅｊ ｇ１ ０ ３ Ｃ ｉａ ．Ｃ ｉａＦ ｌ Ｗ ｎ ｎ ｒｙＤ ｖ ｌ ｍ ｎ ｏ ｔ． Ｂ ｉｎ ０ ０ ４， ｈｎ ） ｎ ｏ ｉ
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架 ， 机 能 量 产 出较 大 。 除 此 之 外 ， 上 风 电 不 占 单 海
１ 风 电 场 内 的集 电线路
１ １ 海 底 电缆 的 选 择 ．
用 土地资 源 ， 接 近沿 海 用 电负 荷 中心 。发 展 海 且 上风 电 ， 可以有效避 免陆上 风 电远距 离传输 问题 ，
型号 的选择如表 ｌ 示 。 所
面 临 着 较 大 的 市 场 前 景 。 目前 上 海 东 海 大 桥 海 上 风 电 场 已经 全 部 安 装 完 毕 ， 经 有 ｌ 已 ０多 台 机 组 投
风力发电机组与集电线路安全距离研究
风力发电机组与集电线路安全距离研究摘要：从目前的情况来看，在“十四五”期间，风力发电将是新能源发展的主要动力，风力发电的发展将是一个新的发展方向，而风力发电的发展将是一个新的发展方向。
陆地风电场场下的集流线路多为架空线路，辅以电缆线路，需将风电机组发电的电能安全、可靠地送至升压站。
在风电场中，电力的主要接线一般都是一机一变的单片机接线，一般都是在35kV的电压等级下，才会被接入到风电场的升压站中。
在此基础上，利用1个箱变将风电机组的终端电压提升到35KV，然后由35KV集电线输送到风电场的升压站。
一般情况下，风机箱变送器与集电线路的杆塔之间是由电缆相连的，与架空线路相比，电缆线路的成本要高很多，因此，在确保风机线路的安全距离的情况下，对所需要的杆塔进行合理的布置，以降低杆塔的数量，可以在确保风电场集电线路的安全性的同时，获得更为经济的效益。
关键词：风力发电机组；集电线路；安全距离引言风力发电机是发电场内一种重要的电力设备，也是进行电能生产的重要设备，对发电场的运行安全和效率有很大的影响，因此，在风电场的日常生产管理中，成为一项重要的工作。
有关部门要主动做好各种发电机的维护和管理工作，具体内容有：对线路进行检查维修，对发电机的运行状况进行测试检验，对发电机的运行状况进行测试检验，对出现的故障进行及时发现和处理。
近几年来，我国各地发电场电力生产负荷持续增长，这也使发电机在运行过程中，更有可能会出现各类故障异常。
这个时候，更应该对运行维护管理进行强化，对相应的方法进行完善，以最大限度地提高发电机的运行效率，从而创造出良好的效益。
1.风力发电机组与集电线路安全距离研究的必要性在我国风力发电技术不断进步的背景下，集电线路出现的安全事故也越来越多。
在人们对清洁供电需求日益高涨的背景下，加强对风电场集电线路安全事故的研究具有重要意义。
与风偏放电、断线、倒塔等事故相比，尽管风机叶片与集电线路铁塔发生碰撞的概率不高，但因地形变化、风机机型变化以及测绘、设计或施工失误造成的碰撞事故也时有发生。
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集电线路布局对海上风电场的作用
在海上风电场建设过程中，集电线路的成本是影响项目全生命周期收益的
重要环节。
以广东省某项目为例，海缆投资成本在总投资中的占比约为9.64%，仅次于风机设备与基础建筑工程的投资比例，如图1所示。
因此，集电线路
的布局优化对降低整个海上风电场投资具有至关重要的意义。
图1 广东某海上风电场建设投资成本占比图
集电线路的合理布局，可以优化不同规格截面海缆长度的搭配，减少风电
机组之间的海缆连接用量，降低风电场建设成本和场内输变电损耗，助力实
现海上风场收益最大化。
数据显示，在设计阶段通过优化35kV海上集电线路，每节约1km的海缆
长度，根据不同规格海缆的市场价格，工程投资可降低150万至250万元。
但在工程中受施工安全要求、海缆载流量限制、海缆的功率平衡等因素的制约，目前行业主流的基于经验的手动设计方法难以精准锁定设备投运成本最
优的集电线路连线方案，造成真金白银的流失。
且随着海上风电场的容量越
来越大，离岸越来越远，更科学的海缆布局变得越来越重要。