海上风电场电气系统优化方案

典型的海上风电场电气主回路包括风力发电机组、海底集电系统、海上升压站、海底高压输电电缆、陆上集控中心。

1.风力发电机组

风力发电机组包括海上风电机组、配套变压器、中压开关柜等。

2.海底集电系统

海底集电系统以若干个风电机组为一个子单元，用三芯35kV海底电缆线路连接起来，汇流至升压站的35kV侧。集电电缆连接方式有放射形、环形、星形等。在开关配置方面，主要有传统开关配置、完全开关配置、部分开关配置三种开关配置方案。

3.海上升压站

海上升压站是一个海上的钢平台设施，用于将各风电机组所发的电力汇流后升压至高电压等级以输送到大陆电网。一般为2～3层结构，底层为电缆层，中间层为高压配电装置、变压器和开关设备层，上层为控制室、无功补偿装置等。有些大型海上升压站顶层还建有直升机平台，便于运行维护。当海上风电场离岸越来越远，采用柔性直流输电将电能传输到大陆越来越经济时，还需要建设用于柔性直流输电的海上换流站平台。

4.海底高压输电电缆(www.xing528.com)

电能经海上升压站升压后，再通过海底高压输电电缆与陆上集控中心连接，将电能输送至电网。

5.陆上集控中心

在现有的投资界面下，一般在海底高压输电电缆登陆点附近设陆上集控中心，用于配置相关配电设备及无功补偿设备，监控设备和人员办公、居住设施等。

图4-30所示为采用交流输电系统的电气系统简图。当离岸越来越远时，需要采用柔性直流输电系统，柔性直流输电系统又称为“基于电压源换流器的高压直流输电（HVDC-VSC）”。相比常规直流输电，柔性直流输电技术是一种新兴的直流输电形式。1999年，世界上出现了第一条柔性直流输电线路GotlandLight，位于瑞典哥特兰岛（70km，±80kV，50MW）。目前，全球已投产的和在建的柔性直流输电工程有14个，其中为风电接入的工程有5个，柔性直流技术在大型海上风电场接入方面已经有了实际工程案例。

图4-30　海上风电场电气系统简图

海上风电场柔性直流输电系统配置如图4-31所示，主要由海上和陆上的换流站及直流电缆组成。