北極星風力發電網獲悉：我國的海岸線長、可利用海域面積廣，在發展海上風電方面有着天然地理資源優勢。在全球積極推進能源轉型的大背景下，我國海上風電發展正迎來前所未有的機遇。近年來，隨着對深遠海風電項目的不斷探索開發，海上風電輸變電系統創新開始聚焦於輸電距離長且投資成本相對可控的柔性直流與低頻輸電技術上。

目前國內的電網環境爲50Hz，國網相關單位自2014年起，便聯合中國電科院、西安交大等單位，開展柔性低頻輸電關鍵技術與裝備研製應用，綜合經濟性和可靠性，選定20Hz爲系統工作頻率，這也是我國自主原創的新型輸電技術——柔性低頻輸出技術。

不同送出方式經濟性對比

·全球首臺16MW級低頻海上風電機組

低頻輸電技術自我國首次提出以來，目前只有台州工程、杭州區域互聯工程兩處陸上示範，在海上風電大規模應用更是沒有。在20Hz條件下，風機整機的設計驗證和併網、大部件設計與試驗等方面仍是一片空白，面臨巨大挑戰，電氣風電就是在這樣的情況下突破性實現了低頻方案在海上風電的批量產品應用。

7月2日，由北極星電力網、北極星風力發電網主辦的第五屆海上風電創新發展大會在山東煙臺盛大召開，上海電氣風電集團股份有限公司工研院產品總設梅樂在會議上分享了大兆瓦低頻風機技術創新與實踐。

上海電氣風電集團股份有限公司工研院產品總設 梅樂

他介紹到，電氣風電全球首臺16MW級低頻海上風電機組，採用了20Hz交流輸出-柔性低頻輸電技術，這在全球屬於首次。該機組於2024年8月份在汕頭基地下線，葉輪直徑252m，目前浙江玉環2號海上低頻風電示範項目配備了19臺該機組，低頻風機需要配備低頻的輸電方案，一起完成整個風電場的輸送建設。

在海上風電低頻輸電系統中，低頻風電機組的改造與應用最爲關鍵。從工頻50Hz到低頻20Hz，需針對電氣系統，如核心的變流器、變壓器、開斷設備及機組自耗電電氣設備等做適應性設計，與電氣設備相連接的整機系統也需要做相應的調整。

他表示，柔性低頻輸出技術作爲我國自主原始創新的新型輸電技術，具有輸電能力提升，組網靈活，柔性控制能力強等優勢。但目前也仍存在標準缺失、電網協同控制難度大、低頻機組設計難度大的挑戰。

·低頻機組開發設計挑戰

梅樂坦言，電氣風電在低頻機組的設計開發的過程中也遇到了一些困難，其中主要的是當前低頻系統的開發設計沒有標準體系做支撐，併網接口標準缺位，以及在測試認證體系等方面其實都是不完善的。對於整機而言，除了電氣系統對於低頻的定製化設計，還需要將這些電氣部件有效的整合在風機的整體裏面，對於低頻的機組本身設計也是一個挑戰，測試驗證工作更爲複雜。

面對這些優勢以及挑戰，上海電氣提出了自己的低頻的解決方案。

電氣風電低頻機組設計

結合低頻的設計需求，電氣風電對於電氣系統是做了定製化開發，包括低頻的變壓器，低頻開關設備，以及低頻的變流器和變頻電源。

除此之外，低頻機組設計在測試驗證方面做了大量的工作。在低頻開關設備方面，聯合西開電氣、西安高壓電器研究院探討了在低頻條件下的實驗特殊性，共同制定了20Hz低頻下的特殊實驗方法。針對低頻變壓器，對振動特性，勵磁湧流，變壓器箱體機械強度，變壓器鐵芯及繞組溫升進行仿真和試驗。驗證低頻性能。針對低頻變流器及變頻電源，電氣風電還利用電網模擬了低頻20Hz的環境條件，驗證其併網性能和運行特性。

除了部件之外，在整機的層面也有很多的測試。低頻風機在車間裝配時，會進行多個測試環節。包括輪轂站測試，驅動鏈空載測試，機艙總裝測試，整機旋轉測試。針對低頻系統，模擬實際低頻供電環境輸入，測試機組用電設備運行。

電氣風電通過低頻風電機組的設計研發與生產製造，構建了低頻創新解決方案，拓展了低頻風機的供應鏈體系，隨着低頻技術的不斷驗證以及供應鏈的更加完善，低頻機組將會在更多的場景得到應用。電氣風電通過低頻風電機組推進新型電力系統建設，助力海上風電創新高質量發展。

來源：北極星風力發電網