海上风电电力系统相关研究-北极星风力发电网

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摘要：从近年来中国新能源开发的程度来看，海上风力发电发展正在以极快的速度发展，主要进行风力发电规模的持续创新和研究，对风力发电的持续发展，有关部门必须逐步改善监督检查系统，确保电力系统正常、安全和可靠的运行，确定海上风力对电力系统的影响，进行更深入的研究，最大限度地减少对海上风力的电本文将对海上风电接入对电力系统的影响措施进行简单分析，并希望对我国电力产业的发展做出贡献。

引言

为了有效地利用海上风力发电，需要改善海上风力预报，在时间、经济、技术、环境等多个方面进行控制和优化，控制发电、运输、电力等，调整所有链接，从而降低成本和时间尺度的风险。要更好地了解海上风力的不确定性，才能进一步提高海上风力系统的稳定性，对国家的海上风力系统做出贡献。

1、海上风场电力系统的整体概述

1.1风机连接方式

风机连接方式是一种新型的电力汇集系统，在海上风场中，发电机之间的距离被限定在0.5～1km，风电机之间是连接的状态，主要通过电缆的形式将各个发电机连接在一起。经过一个或多个中压集控开关组件及电缆汇集，通过整体生压的形式送入海上变电站。海上风场的风电机组较多，通常是由几个为一组的形式划分，每组采用的连接方式主要包括：星型、串型方式等等。星型连接主要是指风电机组先与临近的装有变压器的集电平台相连，再集中连接至变电站，它的优势主要在于独立性，也就是说每台风机都可以独立的工作，不需要独立的变压器支撑，在花费的成本上也是较低的，不过这种连接方式也有它的缺点就是系统稳定性较差。串型连接的方式就需要花费较大的成本，因为它需要每台风电机组每台均有独立变压器，通过将多台风电机组相连接后汇集至海上变电站。

1.2汇集电缆

汇集电缆系统也是目前常用的系统。这种体系主要是指从风机出口0.69kV到35kV的风场内汇集线路，这种属于一般的情况，通常会选择海底电缆。海底电缆有它独特的功能，主要包括：超强的防腐蚀性、超强的防水性、抗机械牵拉及外力碰撞等特殊性能等等，这些独特的特性都决定海底电缆的优越性，另外一方，海底电缆还具备较高的电气绝缘性能和安全可靠性。海上作业是相当复杂的，要考虑到许多方面的问题，例如：海环境的复杂性、不可控性等等，汇集电缆一般为光电复合缆，主要是指将具有通信功能的光纤单元加入到海底电力电缆中，使其具备双重功能，主要包括：电力传输和光纤信息传输两种特殊功能。另外一方面，海底光电复合缆具有较高的利用价值，主要包括：节约资源、降低总体成本、降低施工成本等等。

1.3电缆铺设及特殊保护

海底电缆的特殊保护是非常重要的，因为海底电缆有它独特的特点，主要包括结构、外径、重量、机械性能等等，海底电缆的长度也大小不一，会根据具体情况采用不同长度的电缆，这是由于这样的特点也造成了电缆铺设和维护的困难。比如说：在浅海环境中，水深如果是小于200m的海域缆线，主要采用的是埋设的方法，但是如果在不可控制的深海中，那么主要采用敷设的方法，这两种方法都是根据水深的深浅来决定。埋设方法的主要工作原理是水力喷射式埋设，它的原理是底部有几排喷水孔，平行分布于两侧，在作业的过程中，通过小孔向海底喷射出高压水柱，这种高水柱产生的压力会将海底的泥沙冲开，自然会形成一道缆孔，这道缆孔用来引导电缆到缆沟底部，潮流自然的会将冲沟自动填平。埋设设备主要是通过施工船进行拖拽，然后再根据电缆做出一些指令。我国的科技水平正在迅猛的发展，高科技和信息化正在融入每一个行业，未来在海洋领域也会应用到更高的科技水平，例如：可以将人工智能的机器人代替人类进行海底电缆铺设作业。

2、降低海上风电不确定性影响水平的应对措施

2.1建立电网防线，降低不确定性因素的影响率

控制海上风力发电场海上风力的不确定性时，您可以首先要求相关人员及时对相应的不确定性进行具体分析，综合当地地形、风力、风速、气候等具体特征，进行分析和评估，做好预防控制、紧急控制和纠正控制，使用这三条防线加强对不确定性的控制。海上风力发电场应根据现有风险原则调整和优化与现场相关的决策，如果风力发电发生间歇性影响，会对海上风力发电场的发电效率产生不利影响的情况，在发电、输电、电力等各方面进行优化，及时采取紧急对策，并控制不确定性。

2.2提升风速测定精确水平

一方面，可以综合分析现有海上风力生产数据，统计地比较和对比过去一小时内产生的风速测量值。另一方面，根据风速的不同变化期间，必须在系统规划、运营规划、维护内容中实时更新，并将具体的数据信息传递给以风速为主要应用条件的每个系统，从而最大限度地提高风速测量的准确性，在一段时间内使用这些测量数字增加对不确定性的控制和响应，减少计计算误差，提升风能发电效率和水平。

3.3加强对充裕性、稳定性的把控

为了进一步提高对极端事件的控制和响应水平，海上风力企业必须将环境中发生的非电力信息和电力市场中更容易的信息与现有风速概率预测相关数据信息相关联，对所有信息进行全面评估和分析，以便及时找出评估中存在的海上风力不确定性的因素以及这些因素对充足性和电力稳定性的影响程度，处理分布式变量或连续变量，或者同时使用这两种方法必须同时运用裕度和稳定性的控制，在计算过程中加大灵敏度的控制和分析，在分析时减少相应的场景，提高裕度和稳定性的控制。

3.4做好量化分析，降低风险

eeac方法是量化分析结果的准确性较高，在现有量化分析过程中更常用的方法之一。在研究过程中提出了感应发电机瞬态电压稳定标准和相应的稳定裕度定义。如果海上风电场的无功补偿和现场控制策略出现问题，接入点内瞬态电压的偏移可接受性也会受到影响，因此在此过程中，必须做好计量分析，确保控制策略的稳定性，加强对海上风电不确定性的控制，降低风险发生的概率。

结束语

随着我国电力需求的急剧增长，人们不断开发和利用新能源，开始用于电力发展，为电力领域做出贡献，风能作为新型可再生能源在电力系统运营中得到广泛利用，不仅能够充分解决我国的电力不足情况，而且风能作为清洁能源所具有的可再生能力比我国的环境保护做出更好的贡献，还必须根据我国可持续发展的目标，我们应加大对风能源的研究，为电力领域做出贡献。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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