近年來,在全球大力推行可再生能源發(fā)電和我國全力實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標的背景下,海上風(fēng)電以其發(fā)電穩(wěn)定性更高、電網(wǎng)接入便利、土地節(jié)省等優(yōu)勢,展現(xiàn)出較大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
中國西電集團積極參與海上風(fēng)電項目建設(shè),持續(xù)增強海上風(fēng)電關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)的整體研發(fā),統(tǒng)籌策劃,于2020年1月設(shè)立“海上風(fēng)電送出系統(tǒng)技術(shù)集成”項目,由西電研究院牽頭,聯(lián)合集團所屬開關(guān)事業(yè)部、電力工程事業(yè)部、變壓器事業(yè)部開展海上風(fēng)電交流、直流、風(fēng)機塔筒送出系統(tǒng)研究與設(shè)備規(guī)范制定工作,攻克了長期以來制約遠海風(fēng)電送出工程建設(shè)與發(fā)展的多項難題,取得了積極成效,為邁向更深更遼闊的遠海能源開發(fā)提供了最優(yōu)技術(shù)解決方案。先后助力江蘇如東海上風(fēng)電柔性直流輸電示范項目、江蘇大豐H8—2海上風(fēng)電項目、廣東華電陽江青洲三海上風(fēng)電項目全容量并網(wǎng)發(fā)電,對于推進以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)構(gòu)建和“碳達峰、碳中和”目標實現(xiàn)作出了積極貢獻。
江蘇如東海上風(fēng)電柔性直流輸電示范項目
江蘇如東海上風(fēng)電柔性直流輸電工程是世界上電壓等級最高、輸送容量最大的海上風(fēng)電柔性直流送出工程,也是亞洲首個采用柔直輸電技術(shù)的海上風(fēng)電項目,填補了國內(nèi)海洋工程領(lǐng)域多個技術(shù)空白。工程投運后,年上網(wǎng)電量將達24億千瓦時,每年可節(jié)約標準煤約120萬噸、減排二氧化碳約300萬噸。
工程總裝機容量1100兆瓦,配套建設(shè)兩座海上升壓站、一座海上換流站及一座陸上換流站。海上升壓站通過220千伏交流海纜接入海上換流站,海上換流站作為海上風(fēng)電接入的交直流變換核心單元,整流后通過±400千伏直流海纜接入陸上換流站,再逆變?yōu)?00千伏交流電,并入江蘇電網(wǎng)。
中國西電集團所屬變壓器事業(yè)部為江蘇如東海上風(fēng)電柔性直流輸電示范項目提供了4臺500kV 410MVA對稱單極柔直變壓器、1臺500kV 40MVA站用變壓器。該設(shè)備作為交直流變化的“核心樞紐”,是交、直流輸電系統(tǒng)中的整流、逆變兩端接口的核心設(shè)備,其中,供貨的500kV對稱單極柔直變壓器是目前國內(nèi)應(yīng)用于海上風(fēng)電柔性直流輸電項目容量最大的單相柔直變壓器,它的投入和安全運行是工程取得發(fā)電效益的關(guān)鍵和重要保證。
本次供貨的換流變壓器具有容量大、局放低、損耗低、溫升低、噪聲小、結(jié)構(gòu)緊湊、防腐等級高等特點,2021年12月,產(chǎn)品通過國家級新產(chǎn)品鑒定,主要性能指標達到同類產(chǎn)品國際領(lǐng)先水平。
變壓器事業(yè)部成立了三峽如東重大項目領(lǐng)導(dǎo)小組,設(shè)立了各相關(guān)工作小組,廣大干部員工齊心協(xié)力、通力合作,為三峽如東工程產(chǎn)品按時履約鉚足了勁兒,盡最大能力和最快的速度為項目生產(chǎn)提供保障,確保項目按序時推進、如期完成。
江蘇大豐H8—2海上風(fēng)電項目
江蘇大豐H8—2海上風(fēng)電項目位于江蘇省鹽城市大豐區(qū)毛竹沙北側(cè)海域,離岸最遠距離超80千米,水深7.5至20.9米,總裝機容量300兆瓦,共安裝58臺風(fēng)機,其中38臺單機容量4.5兆瓦,20臺6.45兆瓦,配套建設(shè)一座陸上集控中心、一座海上升壓站和高抗站。
項目建成后可研年利用小時數(shù)近3000小時,年上網(wǎng)發(fā)電量可達9億千瓦時,滿足約37萬戶家庭的正常用電需求。與同等規(guī)模的火電相比,項目每年可節(jié)約標準煤約28萬噸,減少二氧化碳排放約76萬噸,為優(yōu)化當?shù)啬茉唇Y(jié)構(gòu)和今冬明春的電力保供再添利器,有效助力“碳達峰、碳中和”目標的實現(xiàn)。
中國西電集團所屬西電西變、西開電氣、西電套管為該項目提供三相抽能電抗器、組合電器、油紙電容式套管等裝備。由于該項目離岸最遠距離超80千米,水深7.5至20.9米,普通交通船從碼頭行駛至風(fēng)電場,單程需8小時左右??紤]到遠距離的電能輸送,會造成海纜電容效應(yīng)而導(dǎo)致的無功損耗。為了減少損耗,實現(xiàn)遠海電能高效送出,需要配置帶新型抽能電抗器的海上高抗站。
針對這一特性,中國西電集團海上風(fēng)電項目組充分發(fā)揮集團平臺資源優(yōu)勢,推出了以新型抽能電抗器為核心的高抗站電氣設(shè)備整體解決方案。該方案以緊湊、可靠、經(jīng)濟為目標,核心設(shè)備——新型帶抽能繞組的電抗器,比傳統(tǒng)設(shè)備占地面積減少40%,重量減少約25%,具有低損耗、低震動、低噪聲、無局部過熱、性能可靠的優(yōu)勢,有效保證了遠距離輸電線路系統(tǒng)電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定,同時還具備溫升低、運行經(jīng)濟性好、安裝維護方便等優(yōu)點,是適應(yīng)海上風(fēng)電項目需求的節(jié)能、環(huán)保的新型三相抽能電抗器;為海上風(fēng)電岸基集控中心主變提供的110kV、330kV、550kV油紙電容式套管均滿足特殊海上鹽霧試驗等防腐要求,質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定;為保證電能送出海纜耐壓試驗的順利進行,提供的組合電器設(shè)備需在海纜耐壓試驗全過程加載低頻試驗電壓,這對設(shè)備的絕緣水平提出了更嚴苛的要求。項目組通過反復(fù)精準計算設(shè)備的絕緣性能、制定嚴格的試驗流程,最終攻克了這一難題。由于該項目是世界首個海上風(fēng)電高抗站,這些技術(shù)在全球都是首次運用,充分展現(xiàn)了中國西電集團在創(chuàng)新技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)實力和核心裝備的制造能力。
廣東華電陽江青洲三海上風(fēng)電項目
廣東華電陽江青洲三海上風(fēng)電項目位于廣東省陽江市陽西縣沙扒鎮(zhèn)附近海域,項目裝機容量為500兆瓦。作為國內(nèi)首批近海深水區(qū)海上風(fēng)電項目,每年可為社會提供清潔電能約15.5億度電、可節(jié)約標準煤47.8萬噸、減少二氧化碳排放127萬噸、煙塵48.52噸。項目首批風(fēng)機的成功并網(wǎng)發(fā)電,標志著國家在南海近海深水區(qū)海上風(fēng)電項目中的取得了重要突破。
該項目是中國西電集團所屬西開電氣在國內(nèi)海上風(fēng)電場海上升壓站一次設(shè)備集成總包項目中首次實現(xiàn)整體設(shè)備成套中標,主要設(shè)備包括220kV GIS、220kV變壓器、干式變壓器與接地電阻、柴油發(fā)電機組、電力電纜及附件等。其中,GIS主設(shè)備由西開電氣提供,陸上站用2臺220kV 120Mvar三相并聯(lián)電抗器和1臺500kV 550MVA自耦變壓器,海上升壓站用2臺220kV 290MVA軸向分裂變壓器和2臺220kV 90Mvar三相并聯(lián)電抗器由西電西變提供。
由于海上風(fēng)電產(chǎn)品長期處于高濕熱、高鹽霧環(huán)境,其耐腐蝕能力直接關(guān)系到產(chǎn)品運行的安全和質(zhì)量。為有效有效提高海上風(fēng)電電氣產(chǎn)品耐腐蝕能力,西開電氣和西電西變強化協(xié)同、通力合作,積極開展研究和驗證工作,最終完成了C5-M級耐腐蝕試驗,為集團公司加快海上風(fēng)電領(lǐng)域市場開拓奠定了堅實基礎(chǔ)。
為加快海上風(fēng)電領(lǐng)域技術(shù)布局,西開電氣利用平臺企業(yè)優(yōu)勢,致力于向用戶提供成熟、完善的海上風(fēng)電系統(tǒng)整體解決方案,積極推行模塊化海上升壓站設(shè)計理念,按照電氣一二次設(shè)備分類,將海上升壓站分為變壓器、高壓GIS、中壓、低壓、二次保護、其他設(shè)備等模塊,每個模塊之間相互獨立,同時將部分模塊組合成數(shù)個獨立的預(yù)制式模塊。模塊化的設(shè)計方案將舾裝基地串行工作改變?yōu)榭赏瑫r開展的并行作業(yè),不僅可為用戶節(jié)約舾裝基地安裝調(diào)試的時間,避免了多個作業(yè)面同時開展的互相干擾;且模塊艙布置型式占用面積小,可極大減小海上平臺上部組塊的空間面積和重量,進而降低了平臺構(gòu)架及基礎(chǔ)成本,實現(xiàn)設(shè)備可靠性高、免維護、投入低的目標。
西電西變?yōu)樵擁椖筷懮险咎峁┑?20kV 120Mvar三相并聯(lián)電抗器是該司目前設(shè)計制造的容量最大的三相并聯(lián)電抗器,也是目前國內(nèi)海上風(fēng)電項目中所使用的容量最大的并聯(lián)電抗器。為海上升壓站提供的220kV 290MVA軸向分裂變壓器是西電西變首次供貨的海上風(fēng)電的主變,技術(shù)人員通過科研攻關(guān),解決了大容量海上風(fēng)電產(chǎn)品溫升及過熱控制方案、輕量型小型化布置結(jié)構(gòu)和適航固定、抗風(fēng)、抗振及抗浪方案、高等級防腐措施等技術(shù)難點,該產(chǎn)品也是西電西變研制的目前容量最大的軸向分裂變壓器,具有容量大、損耗低、局放小、重量輕、防腐等級高等特點。
各單位以嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng),專業(yè)的技術(shù)能力,對用戶負責(zé)的態(tài)度,完成變壓器和GIS主設(shè)備現(xiàn)場試驗一次性順利通過,為項目按時投運提供了堅強的保障,得到用戶的好評。
面向未來,中國西電集團將立足新發(fā)展階段,貫徹新發(fā)展理念,融入新發(fā)展格局,堅持“主業(yè)突出,相關(guān)多元”發(fā)展戰(zhàn)略,深度參與到海上風(fēng)電項目的建設(shè)之中,緊跟海上風(fēng)電領(lǐng)域發(fā)展趨勢,以領(lǐng)先的技術(shù)支撐市場開拓,以安全可靠的產(chǎn)品贏得用戶信賴,為實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標貢獻西電智慧與力量。