作为深远海风电运行的关键装备,海上换流站的作用是汇集风机电能,进行升压换流后再通过海底电缆输送到岸上,可以说是海上风电设备的“心脏”。
日前,世界规模最大的海上换流站——“海风之心”安全抵达阳江阳西沙扒海域预定锚地。作为三峡阳江青洲五、七期海上风电场的核心枢纽,“海风之心”实现的超高压柔性直流输电技术突破,为我国深远海风电大容量、远距离规模化集中开发与送出提供工程示范,助力我国海上风电向深远海规模化开发和“双碳”目标实现,为广东省能源结构转型升级注入强劲动力。

5月27日,“海风之心”从江苏南通振华码头正式发运,历经1090海里航行,约一周时间抵达阳江沙扒海域预定锚地,作业点位在阳西县上洋镇、沙扒镇南侧离岸超70公里海域。“海风之心”看起来非常庞大,约有15层楼高,重达2.5万吨,像一座巨大的海上钢铁巨城。这颗即将在南海律动起来的海上“心脏”,如同它的名字一样向海而生、迎风招展,将为深远海风电产业的发展注入源源不断的动能。

据介绍,“海风之心”是世界首座±500千伏/2000兆瓦柔性直流海上换流站,也是世界规模最大的海上换流站,长85.5米、宽82.5米、高44米,每一层平面的面积相当于一个标准足球场。抵达锚地后,“海风之心”将采用整体浮托工艺,将陆地总装好的上部组块,与预先安装在海上的导管架进行毫米级精准对接。换流站内部集成电气、暖通、消防等大量精密设备,针对海上高盐雾、高湿度等严苛环境,项目团队创新施工工艺、突破技术难题,完成组件强化升级,为“海风之心”精准安全安装落户提供技术保障。

“海风之心”施工工艺创新方面有四项新突破:一是整体浮托工艺,陆上总装、一体运输、海上一次安装,替代传统分体吊装;二是智能监测融合,风、浪、流、潮,以及船舶运动、LMU间隙、压载过程等状态,全部可视化监测;三是冗余动力定位,DP2系统配合推进器冗余,在恶劣海况下仍能保持定位稳定;四是借潮精准施工,基于实测高程精细计算,最大化利用海上作业窗口期。
投入使用后,“海风之心”将汇集青洲五、青洲七两个风场163台风机的电能,进行升压换流后,再通过海底电缆输送到岸上。主要优势是采用世界首创集约化两级送出拓扑,集电海缆直接接入海上换流站,从而取代海上升压站,在有限的空间实现双风场电能集中转换,不仅全方位实现了换流平台轻量化,也降低成本、节约用海。同时,“海风之心”适配海上严苛工况,防腐、抗振设计保障长期稳定运行,相比传统交流输电方式,其采用柔性直流输电能大幅减少电能损耗,提升了输送效率。

“深远海风电开发的核心难题是电能高效稳定上岸。在三峡集团的指导下,通过创新设计将风机66千伏交流电转化为±500千伏高压直流电,依托柔性直流输电技术,相比传统交流输电,电能损耗降低60%,输送效率大幅提升。”中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司计划经理程俊介绍说,“海风之心”能将电能稳定直达负荷中心,解决了深远海输电损耗大、稳定性差的痛点问题。
据了解,三峡阳江青洲五、青洲七海上风电场是阳西海上风电产业的重点项目,总装机容量达200万千瓦。项目通过国产化主要电气设备,填补了国内海洋工程领域多项技术空白。项目建成后,每年将为粤港澳大湾区输送清洁电能约60亿千瓦时,等效减少二氧化碳排放约500万吨,进一步巩固阳江在全国海上风电领域的领先地位,助力阳江加快打造“绿能之都”。
