“海上风电柔性直流输电技术”主题调研报告

中关村智能电力产业技术联盟CLEETHICFOINERTECINCLDGYCGLL海上风电柔性直流输电技术主题调研报告刘栋中国电力科学研究院 直流技术研究所总工目录中关村智能电力产业技术联监01.调研背景02.海风柔直技术与装备发展现状03.海风柔直技术与装备未来发展趋势04.实地调研案例分享05总结与展望中关村智能电力产业技术联盟ILICTRCRONERTECHNOLOOYCOLLAEORATONPart.01调研背景全球能源转型背景下海上风电的战略地位与发展态势中关村智能电力产业技术联盟EPTOLOQYCOLL口在全球能源转型与应对气候变化的大背景下，世界主要沿海国家均将海上风电等海洋能源开发作为本国提高能源自给率和保障能源安全的重要发展方向。丹麦韩国英国12.9GW12GW2030年 40GW提高至50GW德国2030年：30GW越南2035年：40GW7-8GW83.2GW41GW15.8GW2024年全年累计容量（同比+11%）中国井网容量（占全球一半以上）英国井网容量9.2GW2.25亿KW11.7%德国并网容量2028年全球累计预测全球风电总装机占比（2023年7.4%至2028年11.7%）中关村智能电力产业技术联盟全球能源转型背景下海上风电的战略地位与发展态势ELECTHCROWERTECHNOLOOTCOLLAEOAATO口从海上风电发展看，世界主要国家海上风电主要经历三个阶段：海上风电均位于欧洲，建设规模及单台风电机组装机容量小，丹麦示范开发阶段设（2000年前）荷兰、英国等建设了9个海上风电项自，其中5个低于10MW，1991年世界上第一个真正意义上的海风-丹麦Vineby海上风电场正式投运全球海上风电基本集中在欧洲，英国、丹麦、比利时商业化开发阶段（2001德国等国家海上风电占比较高，单个项目装机可达到02400MW，累积装机超过5000MW，单台风机容量平均2022年）达到4MW。规模化及深远海开发阶段欧洲开始深远海规模化开发，全03球首个漂浮式风电场在2022年于(2022年至今）挪威实现供电。中关村智能电力产业技术联盟中国海上风电发展的机遇-海上风电规划总量已达315GWEPT口现划现状：截止2024年底，国家能源局已批复的海上风电规划规模超315GW，省管占比约42%，广东、福建、山东、浙江四省已批复海上风电规模超过总量的65%口指标下发：海上风电已下发指标超119GW，其中省管85GW，国管34GW，仍有约190GW的指标未下发，国管占比超过80%，整体待配置指标占批复总量的60%，广东、山东、浙江、福建均有较广的增量空间.预计2024-2025年福建、江苏、广西将以竞争性配置或直配的方式释放约18GW海上风电资源海上风电现戏现状（万干瓦）海上风电指标下发（万干瓦）31538省管1278811940省管855019044营37344545省管1755已批复已配置待配置待招标万kW田管18750万kW田管3400万kW田管15310万kw田管27906,000国口告管7000口国管-待配置 口告管-待配凰国艺口古管7,00060006,00050005,00040004.00030003,00020002.00010001,000广东山东福建浙江上海广西江苏辽宁海帘河北天津广乐山东浙江福建上海广西江苏辽宁海申河北天津中关村智能电力产业技术联盟中国海上风电发展的挑战-资源开发难度加大（（深远海）口离岸距离：从当前已并网和在建项目离岸距离统计发现，海上风电场址的离岸距离呈明显增大趋势，在建项目离岸距离大部分已超过50km，未来新建项目的离岸距离将达到100km及以上。口平均水深：从近14年的项目数据统计发现，海上风电场平均水深已突破26m，局部区域已突破50m。未来预计新建风电场水深将突破60m。口机组重量：以16MW级机组为例，水深每增加10米，基础（导管架+导管架桩）增重约400t，塔架增重约100t。不同区域地质多样性平均水深(m)202426地质复杂，分微岩14.80016.306.007.228.4410.16粉砂为主1.00 1.821.402005.00激恶质粉土，粉砂为主激泥、粘士、粉砂为主离岸距离上海10000装泥、粉砂、砂质粉土为主8000已建项目■在建项目以粉砂、激泥中恬少，黄曙为主00094000粘土、砂质粉士、粉砂为主2000欢泥、粉维秋、中租砂为主0容量(MW)海南50km40-50km30-40km20-30km10-20km0-10km砂、粉砂、激泥质粉质粘土或粘土夹粉砂中关村智能电力产业技术联盟海上风电柔性直流技术优势与挑战柔性直流输电龙适合海上风电送出场景柔性直流输电应用于海风场景也存在一些缺点口柔性直流输电技术是指基于绝缘栅双极性品体管（IGBT)等全控型器口尽管柔性直流输电尤其适合海上风电送出场，海上风电行业仍需持续研件的直流输电技术，柔性直流输电尤其适合海上风电送出场。在究并解决上述种种挑战。海上风电送出工程中得到了大量应用。n.Efn0102一次投资安装施工难度REKR3本建设成本高较大0403,6h Iia种海上风电直流送出的拓扑电路及控制方法运维及控保设备运行工况口柔性直流技术能够实现陆上和海上之间的故障隔离，无需无功补偿，较为困难更为恶劣通过有功无功解耦控制为岸上电网提供支撑，并具备组网可扩展性。活上演充平台go中关村智能电力产业技术联盟ELECTRICPOWERTECHNOLOGY COLLAEORATION全球及中国海上风电柔直发展现状全球海上风电柔性直流工程建设日渐增多国内海风菜直仅如东一个示范工程投运口全球已有10条海上风电柔直并网工程建成投运，其中欧洲9条（德国）口载至2025年9月，我国仅有江苏如东1个海上风电柔性直流输电示范工程亚洲1条（中国）。投运，海上换流站离岸直线距离约70km，直流电压等级+400kV，输送容口在建或规划的工程有十余条，主要分布在欧洲（德国、英国、荷兰）、亚量为110万kW，采用对称单极接线。洲（中国）和北美洲（美国）。口目前在建的海上风电柔性直流输电工程有青洲工程和三山岛工程H兵型海上美自活平台（BoWin3)欧洲柔点工程规功示热爱如东工程地理位置示意如东工程海上平台口2022年2月，由中国电科院、普瑞工程、美国McDemott公司组成的联合体成功中标BorWin6海上风电柔直并网工程换流站EPC，标志着"CSOM我国高端输电技术首次进入欧美国家：BorWin6工程是当前德国在建容量最大、输送距离最远的海上风电柔45knH直并网工程2027年EhlennelBorWn工形E位管示品中关村智能电力产业技术联盟EPTCPart.02海风柔直技术与装备发展现状关键技术现状1一系统设计技术中关村智能电力产业技术联盟ELECTRICPOWERTECHNOLOGYCOLLABORATION口现投运工程海上风电通常采用33kV交流汇集，经升压平台升压后接入海上柔直换流站（平台）：随着风电场规模与单机容量的扩大，66kV汇集方式成为新的趋势，可省去交流升压平台，降低汇集损耗与工程建设成本，DoIWin5工程之后的欧洲新建海上风电柔直并网工程均采用该技术，海上风电场典型155kV/220