数字储能网：眼下，在浙江省温州市洞头区，浙江（华东）深远海风电母港正加快建设。该项目于2024年年底开工，是浙江首个服务深远海项目的新型功能港，计划到2030年打造千亿级风电产业集群。

迈入海上风电大规模开发时代，沿海省份纷纷加大海上风电开发和电力集群送出力度。在用电大省浙江，国网浙江省电力有限公司持续强化技术创新，探索海上风电大规模集群送出策略，助力浙江向海争风。

海上风电加快发展，深远海成为主战场

浙江近岸海域坐落着4300多个海岛，海岸线和海岛岸线总长6400多千米，均居全国首位。根据《浙江海上风电发展规划（2021～2035年）》，全省风电装机规划容量为3650万千瓦，其中远海风电规划容量为2800万千瓦。

截至3月底，浙江海上风电装机容量达477万千瓦，主要是离岸80千米以内的近海小型风电场，均采用工频交流送出技术。“工频交流送出技术是目前国内装备最成熟、工程经验最丰富的输电技术。”国网浙江电力科技部二级职员金文德介绍。

2013年以来，我国风电装机增长了6倍，年均增长约20%，2024年年底突破5.1亿千瓦，规模居世界首位。随着海上风电加快发展，深远海成为未来海风资源开发的主战场。

据介绍，影响海上风电送出模式选择的主要因素是风电场离岸距离和规模。受交流电缆的能量损耗问题和电缆成本问题影响，如果将工频交流送出技术直接应用于即将开发的离岸80千米～150千米的中远海域风电场，输电经济性将大打折扣。

中远海域的风电要如何送出？这是一个国际性难题。英国、德国等国家在海上风电领域正广泛应用柔性直流输电技术，即通过大功率、高性能的电力电子器件实时调节电网电压、电流等各类参数，提升电能可控性、适应性、响应速度和智能化程度。

但在国网浙江电力看来，这仍不是中远海域风电送出的最优解。“柔性直流输电克服了海缆充电无功的问题，输电能力更强，但缺点也十分明显，即需要建设海上换流站。”金文德说。海上换流站的平面面积近乎一个标准足球场大小，高度可比肩15层的居民楼，建设成本高，需要探索更经济的输电模式。

柔性低频输电成为选择，兼顾经济性和输电能力

何为更经济的送出方式？“一是成本更低，二是送出效率更高。”浙江电力科学研究院电网技术中心副主任陆翌介绍，用其他设备代替海上换流站可大幅削减成本，减少电力损耗能提升送出效率。

20世纪90年代，中国科学院院士王锡凡便提出分频输电方式，通过降低输电频率减少电能损耗，提升输电容量和距离。2014年前后，浙江电科院柔性电力技术团队逐步启动柔性低频输电技术研究。

“低频技术的优势在于，只需建设一座海上升压站，将低频风电机组发出的电力升压至需要的电压等级再送至陆地。”陆翌介绍。目前，全球最大的海上升压站占地面积仅为一个标准海上换流站的一半。

输电频率低到多少才最为经济？“离岸80千米～180千米的中远海百万千瓦级风电送出时，若输电频率低于20赫兹，变压器、断路器的成本将增高，若高于20赫兹，海缆传输能力将下降，须增设海缆才能满足送出要求。”柔性电力技术团队频率优选工作骨干裘鹏说。

2021年3月，在中国科学院院士陈维江等专家的指导下，国网浙江电力确定20赫兹是80千米～180千米中远距离海风送出场景下最兼顾经济性与输电能力的频率。

全新的技术路线，意味着配套装备的空白。“核心设备全部需要自主研发。”金文德说。近年来，依托国家电网海洋输电工程技术实验室等创新平台，国网浙江电力掌握了柔性低频输电系统的行为特性，并联合科研机构及上下游企业，自主研发了包括柔性低频换流器、低频变压器、新型海缆船等在内的近100项核心技术装备和专利成果。

示范工程验证技术路线，探索逐步深化

在台州大陈岛上，低频风力发电机在海风中旋转叶片，绿电从这里送至陆地电网。

2022年6月，台州35千伏柔性低频输电示范工程投运。这是世界上首套投入商业运行的低频海上风电送出系统，也是国网浙江电力柔性低频输电系列示范工程规划的第一步。

“台州35千伏柔性低频输电示范工程对大陈岛上原有两台1100千瓦工频风机进行了低频改造，将风机发出的20赫兹电能升压至35千伏后送至盐场低频换流站，变频为50赫兹后并入工频系统。”台州供电公司变电检修中心副主任蒋旭介绍。投运至今，该工程已向陆地输送海上风电超1600万千瓦时，比工频输电能量损耗降低了1.2%。工程还配套研制并投运了35千伏柔性低频换流器、低频变压器等19项国际首台首套设备。

35千伏线路主要应用于中短距离的输电线路，还不能满足长距离、大功率的电力输送需求。随后，柔性低频输电示范工程规划的第二步探索很快开始。

2023年6月，杭州220千伏柔性低频输电示范工程投入运行，额定传输容量30万千瓦，是目前我国电压等级最高、输送容量最大的柔性低频输电工程，完成了高压大容量海上风电场电力输送成套装备性能的技术验证。

“目前我们正联合华能浙江分公司依托玉环2号海上风电场项目开展大容量海上风电柔性低频汇集送出系统验证。这是柔性低频输电系列示范工程探索的第三步。”金文德说。

玉环2号海上风电场位于台州市玉环海域，规划装机容量50.8万千瓦，采用工低频混合方式送出，其中20.4万千瓦采用工频输电方案，30.4万千瓦采用低频输电方式送至陆上计量站。该风电场配备了1座220千伏工低频共建海上升压站，将海上低频风电和工频风电都升压至220千伏后，分别通过1回低频海缆和1回工频海缆送至陆地。该风电场预计今年年内投运，届时能积累工频交流与柔性低频输电的具体数据，进一步回答中远海大规模风电送出的经济性问题。