關于海上風電電力系統相關研究

黃許龍

摘要：從近年來中國新能源開發的程度來看，海上風力發電發展正在以極快的速度發展，主要進行風力發電規模的持續創新和研究，對風力發電的持續發展，有關部門必須逐步改善監督檢查系統，確保電力系統正常、安全和可靠的運行，確定海上風力對電力系統的影響，進行更深入的研究，最大限度地減少對海上風力的電本文將對海上風電接入對電力系統的影響措施進行簡單分析，并希望對我國電力產業的發展做出貢獻。

關鍵詞：海上風電接入;電力系統;措施

為了有效地利用海上風力發電，需要改善海上風力預報，在時間、經濟、技術、環境等多個方面進行控制和優化，控制發電、運輸、電力等，調整所有鏈接，從而降低成本和時間尺度的風險。要更好地了解海上風力的不確定性，才能進一步提高海上風力系統的穩定性，對國家的海上風力系統做出貢獻。

一、海上風場電力系統的整體概述

（一）風機連接方式

風機連接方式是一種新型的電力匯集系統，在海上風場中，發電機之間的距離被限定在0.5～1km，風電機之間是連接的狀態，主要通過電纜的形式將各個發電機連接在一起。經過一個或多個中壓集控開關組件及電纜匯集，通過整體生壓的形式送入海上變電站。海上風場的風電機組較多，通常是由幾個為一組的形式劃分，每組采用的連接方式主要包括：星型、串型方式等等。星型連接主要是指風電機組先與臨近的裝有變壓器的集電平臺相連，再集中連接至變電站，它的優勢主要在于獨立性，也就是說每臺風機都可以獨立的工作，不需要獨立的變壓器支撐，在花費的成本上也是較低的，不過這種連接方式也有它的缺點就是系統穩定性較差。串型連接的方式就需要花費較大的成本，因為它需要每臺風電機組每臺均有獨立變壓器，通過將多臺風電機組相連接后匯集至海上變電站。

（二）匯集電纜

匯集電纜系統也是目前常用的系統。這種體系主要是指從風機出口0.69kV到35kV的風場內匯集線路，這種屬于一般的情況，通常會選擇海底電纜。海底電纜有它獨特的功能，主要包括：超強的防腐蝕性、超強的防水性、抗機械牽拉及外力碰撞等特殊性能等等，這些獨特的特性都決定海底電纜的優越性，另外一方，海底電纜還具備較高的電氣絕緣性能和安全可靠性。海上作業是相當復雜的，要考慮到許多方面的問題，例如：海環境的復雜性、不可控性等等，匯集電纜一般為光電復合纜，主要是指將具有通信功能的光纖單元加入到海底電力電纜中，使其具備雙重功能，主要包括：電力傳輸和光纖信息傳輸兩種特殊功能。另外一方面，海底光電復合纜具有較高的利用價值，主要包括：節約資源、降低總體成本、降低施工成本等等。

（三）電纜鋪設及特殊保護

海底電纜的特殊保護是非常重要的，因為海底電纜有它獨特的特點，主要包括結構、外徑、重量、機械性能等等，海底電纜的長度也大小不一，會根據具體情況采用不同長度的電纜，這是由于這樣的特點也造成了電纜鋪設和維護的困難。比如說：在淺海環境中，水深如果是小于200m的海域纜線，主要采用的是埋設的方法，但是如果在不可控制的深海中，那么主要采用敷設的方法，這兩種方法都是根據水深的深淺來決定。埋設方法的主要工作原理是水力噴射式埋設，它的原理是底部有幾排噴水孔，平行分布于兩側，在作業的過程中，通過小孔向海底噴射出高壓水柱，這種高水柱產生的壓力會將海底的泥沙沖開，自然會形成一道纜孔，這道纜孔用來引導電纜到纜溝底部，潮流自然的會將沖溝自動填平。埋設設備主要是通過施工船進行拖拽，然后再根據電纜做出一些指令。我國的科技水平正在迅猛的發展，高科技和信息化正在融入每一個行業，未來在海洋領域也會應用到更高的科技水平，例如：可以將人工智能的機器人代替人類進行海底電纜鋪設作業。

二、降低海上風電不確定性影響水平的應對措施

（一）建立電網防線，降低不確定性因素的影響率

控制海上風力發電場海上風力的不確定性時，您可以首先要求相關人員及時對相應的不確定性進行具體分析，綜合當地地形、風力、風速、氣候等具體特征，進行分析和評估，做好預防控制、緊急控制和糾正控制，使用這三條防線加強對不確定性的控制。海上風力發電場應根據現有風險原則調整和優化與現場相關的決策，如果風力發電發生間歇性影響，會對海上風力發電場的發電效率產生不利影響的情況，在發電、輸電、電力等各方面進行優化，及時采取緊急對策，并控制不確定性。

（二）提升風速測定精確水平

一方面，可以綜合分析現有海上風力生產數據，統計地比較和對比過去一小時內產生的風速測量值。另一方面，根據風速的不同變化期間，必須在系統規劃、運營規劃、維護內容中實時更新，并將具體的數據信息傳遞給以風速為主要應用條件的每個系統，從而最大限度地提高風速測量的準確性，在一段時間內使用這些測量數字增加對不確定性的控制和響應，減少計計算誤差，提升風能發電效率和水平。

（三）加強對充裕性、穩定性的把控

為了進一步提高對極端事件的控制和響應水平，海上風力企業必須將環境中發生的非電力信息和電力市場中更容易的信息與現有風速概率預測相關數據信息相關聯，對所有信息進行全面評估和分析，以便及時找出評估中存在的海上風力不確定性的因素以及這些因素對充足性和電力穩定性的影響程度，處理分布式變量或連續變量，或者同時使用這兩種方法必須同時運用裕度和穩定性的控制，在計算過程中加大靈敏度的控制和分析，在分析時減少相應的場景，提高裕度和穩定性的控制。

（四）做好量化分析，降低風險

eeac方法是量化分析結果的準確性較高，在現有量化分析過程中更常用的方法之一。在研究過程中提出了感應發電機瞬態電壓穩定標準和相應的穩定裕度定義。如果海上風電場的無功補償和現場控制策略出現問題，接入點內瞬態電壓的偏移可接受性也會受到影響，因此在此過程中，必須做好計量分析，確保控制策略的穩定性，加強對海上風電不確定性的控制，降低風險發生的概率。

三、結語：

隨著我國電力需求的急劇增長，人們不斷開發和利用新能源，開始用于電力發展，為電力領域做出貢獻，風能作為新型可再生能源在電力系統運營中得到廣泛利用，不僅能夠充分解決我國的電力不足情況，而且風能作為清潔能源所具有的可再生能力比我國的環境保護做出更好的貢獻，還必須根據我國可持續發展的目標，我們應加大對風能源的研究，為電力領域做出貢獻。

參考文獻：

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