16MW级创新！电气风电低频输电领域的4项突破性成果

近日，全球首台16MW级海上低频机组在电气风电汕头基地成功下线。该机组是在海神平台基础上应用20Hz低频输电技术，面向低频输电市场定制化开发的又一款创新型产品。

该款机组将应用于浙江海上风电低频示范项目。该项目的成功实施将进一步巩固浙江在清洁能源领域的地位，为区域经济的可持续发展做出重要贡献。

服务国家战略

直面深远海远距离输电需求

《“十四五”可再生能源发展规划》提出，开展深远海风电规划，完善深远海风电开发建设管理，推动深远海风电技术创新和示范应用，探索集中送出和集中运维模式，积极推进深远海风电降本增效，开展深远海风电平价示范。

电气风电积极以服务国家战略需求为导向，依托于技术研发的持续创新，制造工艺的精益求精，产品质量的严格控制，市场需求的精准把握，成功推出16MW级海上低频机组。

在产品开发的过程中，团队克服了多重挑战，形成四大成果，保障了产品的高质量交付：

01、支撑标准体系构建

低频输电技术自我国首次提出以来，目前只有台州工程、杭州区域互联工程两处陆上示范，在海上风电大规模应用更是前所未有。在20Hz条件下，风机整机的设计验证和并网、大部件设计与试验等方面均无成型的标准与规范。

以塔筒用GIS开关设备为例，作为受频率变化影响最大的设备之一，对其设计方法及质量的验证没有现成标准可参考。电气风电联合业界内高校、电力科学院、成套设计方、权威检测中心、供应链等相关单位的专家和权威机构，逐项分析了设计参数指标和技术要求，专研了各项试验的试验条件、试验方法和验证目的，共同制定了低频条件下GIS整体、断路器、隔离开关和接地开关的设计方法及试验大纲，从方案评审到验证完成前后历时近一年。

此外，低频变压器、变流器、变频电源等部件的型式试验、出厂试验等验证标准也均为海上风电首创。在整个开发过程中，电气风电形成了超百余份的设计规范、测试方案、试验大纲和验收标准，保障产品在国家和行业标准缺位的情况下有据可依。

02、突破性原创设计

16MW级别的大容量风电机组本已处在行业技术前沿，叠加针对性的低频设计百尺竿头，更进一步。创新设计的整机电气拓扑，以及变频电源-辅助变压器耦合设计，保证了自用电设备最大化程度沿用平台化设计，减小产品的整体风险。

电源具备低频电网环境下的自启动系统，以及高可靠冗余回路设计，保障风机相较工频机组在调试并网环节没有任何新增步骤与工具工装，对高低穿等极端电网工况、高风况下偏航等极端负载工况均有极为可靠的耐受能力。

针对低频下重量体积提升了近70%的机舱主变压器，通过机械与电气系统的耦合性设计，寻找到了机械布局与电气参数的最优解，在保证低频电气性能的同时将整机载荷与振动水平降至最低，保持了前机架与驱动链的平台通用化设计，最大程度减小了对供应链保障、生产制造、安装运维等方面的负面影响。在此过程中，电气风电形成了一系列独有的知识产权，牢牢占据了低频风电领域的先发位置。

03、低频验证条件创新

20Hz作为一种特殊的输电频率，其电力环境需要进行特别构建，为保证机组在该特殊环境下稳定运行，整机及其部件的验证需要开发特殊的路径。

以前文提到的变频电源为例，它在整机系统中不但起到给自用电设备供电的作用，还在低频电气系统的验证中作为提供低频输入的测试工装。因为难以构建低频电网环境，无法提前对整机进行并网实测，电气风电创新性地提出了“工频实测+低频仿真”的验证方案，将工频样机实测数据与工、低频的仿真结果进行强耦合，使低频风机的涉网性能在商业投运前得到充分验证。种种创新性的验证方法，能够有力保障风电机组在非工频电网条件下，亦如在工频环境中稳定可靠。

04、技术革新到商业化产品跨越

在此产品之前，低频风电大部件和整机的技术相较常规工频更多的停留在纸面，电气风电在短短时间内完成了从理论技术到商业化产品应用的跨越，依靠的是对技术的强大整合与转化能力。

一方面，从概念设计到概要设计、详细设计都没有常规可遵循，反复论证、评审，涉及风电场系统的方面需要同步各方、联合设计；另一方面，小到一个断路器、电流互感器元件，大到整个机组，都经历了贴合实际环境下的重新验证，行业内没有成品可供选择。

在此过程里拉通上下产业链，保持与最终用户的高频连接，深入管控各级供应商的质量及进度，使得产品在整个诞生的过程中都牢牢围绕着用户的现实需求与产业链最优水平的有机结合，确保最终方案相较成熟的工频产品，在发电能力、载荷控制水平、抗台风能力、控制保护能力、抗电网故障能力、电能质量水平上均保持同一高水准，甚至更为提升；同时继承了海神平台高可靠性、易于安装、运维便利以及大部件可空中更换的优异特质。

低频海上风电产品的成功投产，也将为柔性低频输电技术的推广提供坚实支持，助力电气风电在海上风电领域的持续领跑。

关于柔性低频交流输电技术

柔性低频交流输电技术是我国自主原始创新的新型输电技术，是应对当前风电行业中远海长距离输电、大容量新能源电力消纳、区域弱电网增强等场景的重要技术方向。