隨著海上風(fēng)電單機(jī)容量的不斷增長(zhǎng)，以33kV作為場(chǎng)內(nèi)海纜的電壓等級(jí)逐漸成為制約海纜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的瓶頸。因此，一些歐洲海上風(fēng)電場(chǎng)率先開始嘗試提高場(chǎng)內(nèi)海纜的電壓等級(jí)。在建的英國(guó)Blyth海上示范風(fēng)電場(chǎng)是全球第一個(gè)以66kV作為場(chǎng)內(nèi)海纜電壓等級(jí)的海上風(fēng)電場(chǎng)，許多正在規(guī)劃中或已中標(biāo)的項(xiàng)目也將采用66kV電壓等級(jí)方案。

66kV海底交流電纜

本文以歐洲某裝機(jī)容量為960MW的海上風(fēng)電場(chǎng)為例，對(duì)66kV和33kV兩個(gè)電壓等級(jí)在海上風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)海纜中的應(yīng)用做初步比較。

0. 風(fēng)場(chǎng)基本情況

風(fēng)機(jī)總數(shù)120臺(tái)，單機(jī)容量8MW，年等效利用小時(shí)數(shù)4000，分2期投產(chǎn)，設(shè)2個(gè)海上升壓平臺(tái)。

1. 場(chǎng)內(nèi)海纜系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較

按33kV電壓等級(jí)設(shè)計(jì)，考慮到海纜截面，每期工程的60臺(tái)8MW風(fēng)機(jī)只能按12回*5臺(tái)進(jìn)行分組;而按66kV電壓等級(jí)設(shè)計(jì)，由于電流較小，除了上述方案，還有6回*10臺(tái)、10回*6臺(tái)以及8回不均分等方案，選擇面更廣。靈活的路由設(shè)計(jì)可以顯著減少海纜用量，以下圖2個(gè)方案為例：

 另外，歐洲輸電運(yùn)營(yíng)商有時(shí)對(duì)整個(gè)風(fēng)場(chǎng)的風(fēng)機(jī)回路數(shù)量有限制，再考慮海纜交越、水深等因素，66kV方案優(yōu)勢(shì)很大。

2. 場(chǎng)內(nèi)海纜電能損耗比較

線路電壓等級(jí)高則線路有功損耗小，考慮到歐洲海上風(fēng)場(chǎng)的高利用小時(shí)數(shù)，對(duì)于960MW的風(fēng)場(chǎng)而言，其運(yùn)行期減小的總損耗是比較可觀的。

3. 場(chǎng)內(nèi)海纜投資成本比較

綜合1和2，一個(gè)960MW的風(fēng)場(chǎng)，考慮場(chǎng)內(nèi)海纜系統(tǒng)投資和電能損耗折現(xiàn)，66kV方案比33kV方案投資成本低約3100萬歐。

根據(jù)DNV.GL的估算，綜合考慮包括場(chǎng)內(nèi)海纜、風(fēng)機(jī)設(shè)備、升壓平臺(tái)設(shè)備在內(nèi)的所有因素，66kV方案的工程總造價(jià)比33kV方案低15%左右。

4. 配套設(shè)備及其他比較

電能在風(fēng)機(jī)內(nèi)升至66kV，風(fēng)機(jī)內(nèi)所有配套設(shè)備按66kV電壓等級(jí)設(shè)計(jì)，體積相較于33kV會(huì)發(fā)生變化，機(jī)艙或塔筒也可能會(huì)相應(yīng)變化。目前，西門子、Vestas等主流廠商已能夠提供66kV風(fēng)機(jī)的解決方案，相關(guān)設(shè)備已通過型式認(rèn)證，但缺乏實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，可靠性有待驗(yàn)證。海上升壓平臺(tái)內(nèi)的66kV設(shè)備是比較成熟的，只需相應(yīng)調(diào)整設(shè)備電壓等級(jí)。