比較丨海上風電場66kV和33kV場內電壓有啥區別?
隨著海上風電單機容量的不斷增長,以33kV作為場內海纜的電壓等級逐漸成為制約海纜系統設計的瓶頸。因此,一些歐洲海上風電場率先開始嘗試提高場內海纜的電壓等級。在建的英國Blyth海上示范風電場是全球第一個以66kV作為場內海纜電壓等級的海上風電場,許多正在規劃中或已中標的項目也將采用66kV電壓等級方案。
66kV海底交流電纜
本文以歐洲某裝機容量為960MW的海上風電場為例,對66kV和33kV兩個電壓等級在海上風電場內海纜中的應用做初步比較。
0. 風場基本情況
風機總數120臺,單機容量8MW,年等效利用小時數4000,分2期投產,設2個海上升壓平臺。
1. 場內海纜系統設計比較
按33kV電壓等級設計,考慮到海纜截面,每期工程的60臺8MW風機只能按12回*5臺進行分組;而按66kV電壓等級設計,由于電流較小,除了上述方案,還有6回*10臺、10回*6臺以及8回不均分等方案,選擇面更廣。靈活的路由設計可以顯著減少海纜用量,以下圖2個方案為例:
另外,歐洲輸電運營商有時對整個風場的風機回路數量有限制,再考慮海纜交越、水深等因素,66kV方案優勢很大。
2. 場內海纜電能損耗比較
線路電壓等級高則線路有功損耗小,考慮到歐洲海上風場的高利用小時數,對于960MW的風場而言,其運行期減小的總損耗是比較可觀的。
3. 場內海纜投資成本比較
綜合1和2,一個960MW的風場,考慮場內海纜系統投資和電能損耗折現,66kV方案比33kV方案投資成本低約3100萬歐。
根據DNV.GL的估算,綜合考慮包括場內海纜、風機設備、升壓平臺設備在內的所有因素,66kV方案的工程總造價比33kV方案低15%左右。
4. 配套設備及其他比較
電能在風機內升至66kV,風機內所有配套設備按66kV電壓等級設計,體積相較于33kV會發生變化,機艙或塔筒也可能會相應變化。目前,西門子、Vestas等主流廠商已能夠提供66kV風機的解決方案,相關設備已通過型式認證,但缺乏實際運行數據,可靠性有待驗證。海上升壓平臺內的66kV設備是比較成熟的,只需相應調整設備電壓等級。
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