CWPE2018主旨發言：上海勘測設計研究院有限公司新能源研究院總工秦東平——《海上風電工程電力輸送技術挑戰和創新》

 

　　上海勘測設計研究院有限公司新能源研究院總工秦東平在主旨發言環節發表了題為《海上風電工程電力輸送技術挑戰和創新》的演講：

 

　　各位領導、專家上午好，我是來自上海勘測設計研究院新能源院的總工，我院是集團海上風電引領者戰略重要的基礎支撐單位，我今天主要介紹四個部分：

 

　　一是三峽上海院海上風電技術優勢；

 

　　二是海上風電電力輸送基本方式；

 

　　三是海上風電電力輸送新任務和新挑戰；

 

　　四是海上風電技術方案。

 

　　介紹一下我們院，我們院是目前在全國8個省市都在建設或者已經建設有海上風電場，從北到南主要在遼寧、大連這一塊，河北樂亭這一塊，江蘇灌云、上海，福建、廣東這些區域，還有浙江。我院是唯一在全國8個省市經營海上風電勘測業務的設計院，我原來有多項第一，包括大家知道的亞洲第一座海上風電東亞大橋就是我院設計的。第一座臺風去大容量海上風電場、第一座海冰區域海上風電場、第一座巖溶區低風速海上風電場、第一座深遠海飄浮式風電場。

 

　　講一下電器領域主要做了這么一些工作，這是歐洲的風電，環網結構，而且是不變的，我們第一個做了36kV環網設備來實現風機間的連接，增加可靠性和維護便利性，第一個完成了海藍穿越大堤，第一個提出了海上升壓站低壓雙分裂。第一個將3×1000的大界面220千伏海纜運用于海上風電電力輸送。第一個設計建設220千伏全功能集成式的。

 

　　海上風電講一下目前的電力基本輸送的方式。

 

　　目前來講我們主要有兩種方式，一種是采用35千伏海纜+路上升壓變電站，這個是我們東海大橋的布置，主要方式就是它的特點占有海域比較大，但是如果離岸比較近投資也比較省。

 

　　第二種就是35千伏海纜+海上升壓變電站+110千伏/220千伏海纜送出+海上集控中心，一般來說我們路上如果小于20公里的就是基本的動態SVG，如果你是20公里以上還要加高抗，如果40公里以上可能就兩端加高抗，就是海上跟陸上都要加高抗。

 

　　這個是我們菩提到的樂亭風場，這是華能灌云的項目，這個是我們大連三峽的莊河三。這個是陸上集控中心，我剛才講了如果是采用第二種方式都會建立一個陸上集控中心，主要是把海纜送上來以后陸上還要裝SVG，還要有些控制設備，包括跟電網的通信設備，包括這個區域一般還要建有生活區，面積可能要到100-120，投資可能在七千萬左右。

 

　　我講一下下一步可能面臨的新的電力輸送新任務和新挑戰。

 

　　第一個是海上風電集中連片開發，連片開發目前有些業主已經爭取到這個項目，就是幾個風場在一起都是一個業主開發，比如說三峽右上角是長樂項目，右下角是漳浦，左邊是廣西會州。國家也是鼓勵海上風電集中連片開發，利用連片的優勢突出規模效益來降低投資。

 

　　第二個是遠海風電項目，遠海風電項目目前也已經出現，比如說一個是三峽如東黃洋沙項目，三峽大豐二期項目，這些項目是遠海風電項目也在出現，對于我們電力輸送提出新的挑戰。

 

　　傳統的挑戰就是我們感覺一些第一方面就是建設條件，因為我們院從南到北碰到的問題比較，體會比較深，比如征地，在福建東南區域征地比較難，海域使用，還有漁業補償，因為有漁業資源要補償費用比較高，生態、特殊環境條件，比如海冰和臺風，還有特殊地質條件，比如淺覆蓋，覆蓋層很薄，比如北方還有溶洞。還有經濟性要求，主要是電價的退坡機制，今年國家能源局47號文也是2019年開始供電項目都要采取競爭性資源配置和上網電價的競爭，所以經濟性要求將來電價如果要降肯定也會傳導到我們電器輸送設備上去。還有就是技術標準滯后，實際上是技術標準不成體系，目前在設計，包括驗收施工一些安裝方面沒有標準可依，這些都是我們的條件。

 

　　下面講一下海上風電電力輸送創新技術方案，可能也是為了應對我們的一些新的任務，或者目前我們在近來性方面建設條件上碰到新的問題，采取的一些方案。

 

　　一是高壓大截面海纜的應用。目前我們的220海纜最高用到3×500，但是這一步還沒有很好的往前跨，目前我們的生產能力可能已經達到3×1000，幾個主流廠家的形制實驗也已經覆蓋到3×500的規格，所以我們把海纜的投資也會省下來。大截面海纜輻射能夠有一些輻射，比如這里看到建纜1號，啟帆9號，源威8號都具備這些能力，這也是我們今后要進展的方向。

 

　　二是建設優化。目前我們的體量、重量都有所減少，一個30萬的在2800萬左右，就是布局以后把體量減少，把重量減下來，降低投資。還有海上升壓站安全性和規范化優化設計，主要我提了這么幾個方面：通風系統設計、優化被動放火系統設計、包括便點電纜敷設在專用電纜通道內、采用船用電纜或A級阻燃電纜，海纜纏防火包帶、設置獨立配電間、采用H-120級防火藏壁等等。

 

　　三是創新海上風電電廠集控模式，建設全功能集成式海上升壓站。這是我們福建新發灣風場，這是一期工程，二期工程就是紅色這些工期，將來根據規劃從建設一個海上升壓站，通過兩回送到陸上集控中心再送到電網，但是目前實際我們在做的時候發現一個很大的問題，就是陸上的集控中心根本選不到位置，當地給了我們這么幾塊地方，黃色區域是建設條件好，但是屬于基本農田，綠色區域在山頂上，開發量巨大，唯一的一塊藍色的屬于裸地，拍一些照片，發現這么一個情況，這個建設情況比較差，我們做了一個方案，變配樓可能不規則，這個我們估算了一下，這個投資可能要增加，一個2500萬左右，一個就是山坡這一側可能要進行護坡，還要進行護岸。另外一個征地的時間也配合不上我們工程的進度，所以我們就是目前想了一個辦法，因為三峽集團目前在做區域的集控，所以我們大膽做了這么一個方案，就是把陸上的集控中心取消掉了，海上建一個集成式的，主要的問題當然電器設備比如說SVG當時認為這個體量比較大，放上去可能引起平臺重量非常重，我們經過優化可能在3500噸左右，國內的吊裝能力完全能夠滿足。另外就是SVG落上面就是防腐問題，所以設備的耐久性問題，另外如果說模塊我們設想就是某個模塊采用并聯+并聯開關，實現N-1或者N-2的備用，這是我們三峽集控中心服務于整個福建區域。這樣可能出現一種新的模式，這個投資我們算了一下可能要省六千萬左右。這是江陰集控中心現在直接接電網了，沒有陸上集控中心這一塊。這是一個新的模式，

 

　　四是規模化連片開發電力輸送創新技術方案。這是福建漳浦六鰲的，由于時間關系我這個技術也不講的太多，我們這個是百萬千瓦的海上升壓站，是一種分布式小型的升壓站，通過這樣一種方式送出，通過四回海纜送出，這個是主要的線路。

 

　　五是遠海電力輸送，遠海電力輸送一定會講到到底是交流還是柔性直流，這里可能要說一下，從這張圖僅僅是個成本經濟性的考慮，主要是兩個因素，一個是交流的變電站成本，還有一種是柔性直流換流站的成本，還有就是直流纜和交流纜的成本，目前來說交流肯定比直流低的多，但是直流纜的成本比交流要省很多，所以有這么一個特點，如果離岸比較近總的成本還是交流要省一點，但是到一定距離以后，柔性直流就相對來說投資會比交流少一些。但這個僅僅是經濟性方面，還沒有考慮運維成本、可靠性、設備耐久性這些。這個距離我們因為在做一個大風的風場，前面做了一個柔性直流的可行性分析，這個成本目前按照國內的換流設備的成本是一個基本概念，所以到底是直流交流可能某個項目還要具體分析。

 

　　舉個例子，英國的風場120萬裝機，2020年建成，目前在建，建了三個海上實驗站，中間60公里處建立了海上高扛的補償站，這樣分析下來可能比柔直更便宜，所以這是英國的方案，交流方案在百公里左右并不是不成立，這肯定要注意。

 

　　柔性直流，柔性直流這是一個示意圖，就是大型海上風場建交流的升壓站，幾個升壓站用一個換流站，高壓輕型的換流站，通過直流接入海纜再接入電網。一個案例就是德國的Merwind這么一個方式，接的換流站跟另外一個工廠合用的576兆瓦的海上換流平臺，是這么一個情況。這是德國的北海區域的這么一些風場，包括柔直換流站，柔直電纜的布置圖，目前在德國已經建了有7座，在建有3座，這么一個換流站，但是他這個換流站可能有個特點要介紹一下，一般的換流站一個區域幾個風場，比如說有五六個風場，可能建1-2個或者2-3個換流站，換流站在交流側，就是在風場接入的交流側，一般是155千伏交流側是留著備用的，所以某個換流站一般某年有十天計劃停機的時間，當然計劃外的停機時間比較少，只有幾個小時，因為換流站和風場的投資商不是同一個，所以兩個之間有一個協議，一般來說輸電承包商對風場承諾可用率是95%這么一個特點。

 

　　歐洲風場的換流站主要考慮對稱單機布置也有雙機的布置，當然因為幾個換流場靠在一起，所以可靠性也是有保障的，這就是剛才我講的到底交流還是直流在百公里左右可能也是具體項目具體分析，目前我們也在針對一些項目做一些研究，包括三一集團也在做一些科研，下一步可能會有一些海上的柔直工程會出現。我的匯報就到這里，謝謝大家！

 

　　（發言整理自現場速記，未經本人審核）