6月5日-8日，第二屆上海國際碳中和技術、產品與成果博覽會展期內，上海電氣風電集團股份有限公司（以下簡稱“電氣風電”，股票代碼：688660.SH）發佈了全球最大低頻海上風電機組——16MW低頻海上風電機組。
服務國家戰略 新質低碳解決方案
隨着海陸風電輸電距離及輸電容量的增加，高壓工頻交流輸電線路中的容性充電電流急劇增加，導致線路損耗增大，線路容量有效利用率大大降低。柔性低頻交流輸電正是解決上述長距離大基地送出費用高、能效低的痛點，且具備柔性調控能力的新型輸電方案。
業內人士表示，在如今海上風電逐漸走向深遠海，陸上積極推進以沙戈荒地區爲重點的大型風電基地規劃建設的過程中，結合國家電網等相關單位的示範規劃，可以預見柔性低頻交流輸電有廣闊的應用前景。
在海上風電領域，本次電氣風電發佈了基於深遠海場景下的16MW低頻風電機組，是一款兼顧了更高上網電量和更優經濟性的新質低碳解決方案。
據介紹，目前，電氣風電16MW低頻風電機組參與浙江玉環2號海上低頻風電示範項目風機設備競標併成功中標19臺共304MW海上風機訂單，項目將於2025年全容量併網。風電機組直接輸出20Hz電能，由海上低頻升壓裝置升壓後經由低頻輸電線路送至陸上換流站，轉換爲50Hz工頻後併入工頻電網。其整體技術方案經濟性相比高壓工頻和柔性直流輸電，在輸電距離約80公里至160公里的範圍內仍然具有優勢，且該經濟性優勢區間會隨着低頻產業鏈的不斷成熟進一步擴大。
16MW低頻風電機組 定製化開發設計滿足海上新要求
柔性低頻交流輸電方案採用20Hz頻率送出，這對風電機組的整套電氣設備及配套系統提出了新要求，兼顧四大關鍵技術。
全功率變流器方面，16MW低頻風電機組在已驗證的工頻產品平台基礎上，充分評估柔性低頻電網系統適配性要求，分別完成低頻器件設計選型與優化、低頻測量及保護器件開發、低頻斷路器的設計與驗證、定製網側控制算法並持續迭代優化，滿足低頻條件下最嚴苛的併網技術要求；並通過先進的調製算法與冷卻系統優化，嚴控低頻下IGBT器件結溫波動，保證全功率變流器全壽命週期質量。
機艙、變壓器方面，在滿足相同電壓和容量規格要求下，聯合供應商對變壓器電磁方案進行多輪設計迭代，保證變壓器方案最優；結合機艙結構，完成變壓器結構、冷卻系統、機架等多個維度的耦合優化，達到整機最優設計。
機組輔電系統方面，採用全新電氣拓撲方案，定製設計高可靠性變頻電源，功率器件迴路採用雙冗餘高可靠性設計。考慮各類工作剖面要求，功能設計完備，滿足全部電網適應性及故障穿越要求，並且具有抵抗各類負載衝擊的能力，最大程度提高機組自用電及控制系統的穩定性及可靠性。
開關設備方面，頻率變化給開關設備研發帶來新的技術挑戰，電氣風電協同供應商和行業科研機構，完成從試驗標準到核心部套設計的全鏈條技術研發，相繼完成斷路器滅弧室低頻開斷技術攻關、開斷方案等效性研究、低頻測量及保護裝置開發、試驗標準適用性等方面研究，全維度保障低頻風機整機可靠性。
海陸並舉多場景延展 爲行業標準提供示範
柔性低頻交流輸電技術是我國自主創新的新型輸電技術，滿足新型電力系統清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能的特徵要求。
未來，柔性低頻交流輸電技術除了可以解決深遠海海上風電送出場景下的長距離傳輸能力受限問題外，還可解決沙戈荒大基地彙集組網場景下的偏遠地區弱/無電網新能源消納受限問題，分佈式風電和廣域弱電網場景下的系統穩定性問題以及海島和石油平台供電場景下的弱電網穩定性問題。
當前，柔性低頻交流輸電技術缺乏相關設計標準，電氣風電將在海上與陸上低頻風機併網控制技術、低頻整機控保策略、低頻變電及計量系統，低頻電氣建模與仿真技術、新型配電系統設計等方面實現突破，並提供全套的低頻風機產品解決方案，同時爲行業標準提供示範。
電氣風電錶示，公司始終以客戶和市場爲中心，此次全球最大低頻海上風電機組的發佈，是公司爲適應市場需求，在形成全套低頻風機產品解決方案的關鍵一步，公司也將繼續以穩步迭代的產品和不斷優化的服務，持續向客戶兌現“高可靠、可信賴”整體解決方案的承諾。