傳統高壓直流用于大規模陸上風電傳輸的經濟可行性

王金龍

（中廣核新能源吉林分公司，吉林 長春 130000）

0 引 言

近年來，風電的廣泛應用，為人們的日常生活和工作提供了諸多用電便利，加深了不同省、市、地區之間的溝通和聯系，有效緩和了部分地區用電緊張的壓力。風電主要分為陸上風電和海上風電兩種。當前，我國的陸上風電應用經驗豐富，分布廣泛，而海上風電處于發展階段。為滿足人們的電能使用需求，需進行大規模風電的有效傳輸。目前，應用較多的傳輸技術為高壓直流（風力打捆）和交流。

1 傳統高壓直流概述

風電傳輸工作對陸上風電場的工作效率和工作質量影響較大，若選用的傳輸技術經濟可行性較差，將不利于風電場的經濟效益。分析常用風電傳輸技術的經濟可行性可知，傳統高壓直流傳輸大規模陸上風電的經濟可行性較高。結合現狀和自身特性，高壓直流輸電技術已應用于遠距離輸電和獨立電力系統間的連接。此傳輸技術應用優勢較明顯，相較于其他風電傳輸技術，具有抗干擾性強、傳輸量大、傳輸速度快以及成本較低等優點[1]。但在實際應用中，此傳輸技術存在直流輸電線路難以引出分支線路的問題。

開展大規模風電傳輸工作時，需借助傳統高壓直流系統。實際運行中，需設置有功功率指令值并保持恒定不變，即可完成傳輸風電的工作。調節系統中的有功功率值，需參考確定的控制目標和風電波動性。受直流有功功率等因素的影響，系統送端交流母線電壓會出現巨大波動，不利于傳輸工作的正常開展，需進行穩壓處理。實際電壓穩定期間，技術人員需重視電容器組（并聯）、濾波器組的安裝工作，以保證提供充足的無功功率[2]。因此，提出了變功率控制傳統高壓直流傳輸風電的工作方案，并研究了該方案的經濟可行性。傳輸系統如圖1所示。

圖1 基于變功率控制的傳輸系統

2 陸上大規模風電由傳統高壓直流傳輸的經濟可行性

2.1 理論分析

分析傳輸方案的經濟可行性可知，單位傳輸成本是最關鍵的經濟指標，是指系統受端電能賣出單價與送端電能購入單價的差價。具體的分析方案分為兩種，其中方案一可分為子方案一和子方案二。子方案一，確定傳統高壓直流系統的額定功率，并明確風功率標幺值。若風功率標幺值低于0.1標準功率，系統將直接停止運行。子方案二，系統運行停止后可進行功率補償，使用調峰功率補償系統功率，使系統功率為0.1 p.u.。方案二，制定定功率控制下的傳統高壓直流系統，而調峰電源和基礎電源屬于火電，系統過載能力約為10%。若風功率標幺值高于1.1標準功率，則放棄該部分風電。需注意，被棄風電的成本需囊括在系統送端[3]。

2.2 分析變功率控制下的傳輸系統

假設一處陸上風電場的總裝機容量為10 GW，設定發電功率的最大值為7 GW。評估系統傳輸經濟性時，需明確系統參數，即每千瓦電的建設成本和每年的維護成本約為3 000元；傳輸期間的線損率在4%～7%，額定電壓處于800kV，系統的過載能力為1.1 p.u.，變壓器損耗率為0.4%。購買每千瓦時的風電、調峰能量以及基礎能量的采購價格，分別為0.5元、0.9元及0.3元。兩種方案中，傳統高壓直流傳輸系統分別應用不同的定功率計算傳輸成本，最終成本數據隨具體功率的變化而變化。若系統送端僅傳輸風電，則系統額定容量處于較低水平，成本可控，支出資金較少。分析發現，子方案二的等效額定功率運行時間高于子方案一，且每千瓦時的風電傳輸成本約為0.1元，過載運行時間較長，故子方案二的經濟性略高。

3 提升大規模陸上風電傳輸經濟可行性的對策

目前，陸上風電傳輸工作基本借助傳統高壓直流完成，需通過以下途徑保障傳統高壓直流傳輸工作的有效開展，降低傳輸的經濟風險。

首先，陸上風電場需制定基于傳統高壓直流傳輸電能的管理機制，明確說明傳輸時的相關參數、標準及傳輸工作管理結構等，以保障傳統高壓直流應用于大規模陸上風電傳輸的經濟可行性。即使出現經濟風險或隱患，相關管理人員也能依照管理機制迅速確定和處理責任人，從而降低經濟風險。

其次，加強傳輸成本控制理念的教育。目前，很多陸上風電場修建的規模較大，應用的相關設備較先進，造成整體風電生產和傳輸工作的成本較高。因此，需在公司內部進行傳統高壓直流傳輸的成本控制教育，以增強工作人員的成本控制意識，提升大規模陸上風電傳輸的經濟可行性。

4 結 論

目前，陸上風電的大規模傳輸問題制約陸上風電場的長遠、可持續發展，技術人員需學習、研究已使用的傳輸技術，積極向大規模、長距離風電傳輸的風電場學習經驗，以提升大規模陸上風電傳輸的經濟可行性。