一排排风力发电机如同即将远征的士兵，列队在波涛万顷的黄海之上，将“桀骜不驯”的海风，转化为清洁绿色的电能，源源不断地送往华东平原。在江苏如东，有成片的海上风电场。如东海上风电柔直并网工程正在建设。该工程预计今年年底投运，年上网电量24亿千瓦时，相当于99万户家庭一年的用电量。
海上风电作为我国清洁能源的重要发展方向之一，近年来在江苏迅猛发展。目前，江苏沿海风电装机总量已超过1200万千瓦。
国网江苏省电力有限公司于2020年9月成立了海上风电调试柔性攻关团队，依托国家风电技术与检测研究中心江苏分中心、国家电网有限公司海上风电并网联合实验室和江苏省海上风电设计制造与友好并网工程研究中心，推进电网仿真分析、设备质量检测和控制系统调试等工作，开展海上风电并网关键技术攻关，助力海上风电安全并网与高效消纳。
开展电网系统运算分析
与陆上新能源电源相比，海上风电具有发电利用小时长、可被大规模开发且不占据城镇用地等诸多优势。但传统的海上风电交流、直流并网方式，面临交流海缆充电功率大、海上平台建设困难等难题。大规模海上风电并网后，自身出力的强波动性和弱调节性将削弱整个电力系统的调节能力。
江苏电力科学研究院研究团队从海上风电安全并网和主动支撑技术入手，重点突破深远海风电分频输电、风机惯量评估与一次调频能力提升等技术，创新提出了海上风电并网解决方案。
从2020年5月开始，江苏电科院依托大规模海上风电并网系统多时间尺度建模仿真能力，推进如东海上风电柔直并网工程建模和仿真分析。该院先后完成了海上风电消纳、柔直工程调试期间运行特性、海上风电柔直系统故障穿越等重点专项研究。
“后续，我们还将进一步强化大规模新能源接入对电网安全运行影响研究，深化江苏新能源实测建模工作，加快推进新能源快速功率控制等主动支撑技术攻关、装备研发和示范应用。”江苏电科院系统及新能源技术中心副主任李强说。
为主要电气设备做“入职体检”
如果说电网仿真分析是确保电网安全稳定运行的关键，那么一次设备质量检测评价则是电网安全运行的根本保障。
6月23日，如东海上风电柔直工程500千伏变电站用变压器绝缘油试验检测工作结束，该工程陆上站内主要电气设备特殊性试验基本完成。这些试验项目保障了电气设备的质量。
“不同于普通变电站一次设备的竣工试验，这座变电站的进站电缆线路长达108千米。此外，变电站地处沿海，室内电气设备排列比较紧凑，试验时空气含水量、含盐量较高且灰尘较多。这些都给现场的试验工作带来了挑战。”江苏电科院专家陈杰说。
研究团队充分调研海上风电输变电工程中的电气设备情况，联合国内院校和研究机构，深入分析研究高压直流海缆、穿墙套管等重要电气设备的现场试验方法，研制了一体式高压直流海底电缆耐压试验装备。
研究团队还为如东海上风电柔直并网工程“量身订制”了一套试验方案，高质量完成了陆上换流站变压器、组合开关、穿墙套管等核心电气设备的“入职体检”。
目前，江苏电科院累计完成如东海上风电柔直并网工程中的500千伏气体绝缘全封闭组合电器、联结变压器、站用变压器及控保系统等工厂内试验监督1000余项，联结变压器、套管等现场交接试验监督13项以及特殊性试验21项，在实践中充分验证了试验方案的安全性与有效性。
研究海上风电柔直系统调试方法
6月25日，系统调试队伍进入如东海上风电柔直并网工程陆上换流站现场。随着监控室一声令下，陆上换流站不带电顺控试验开始，如东海上风电柔直并网工程不联网的预调试试验正式启动。工程接入电网前，通过预调试提前发现系统缺陷并尽早消缺，可提高工程调试的质量、效率。
系统调试作为工程建设阶段的最后一步，目的是检验整个系统的功能和性能。海上风电柔直送出系统运行环境复杂，国内工程应用起步较晚，系统调试工作经验积累不足，缺乏可供参考的针对性标准。
2020年2月，江苏电科院开始组织技术攻关。研究团队搭建了包含完整的一次设备与二次控制保护系统的电磁暂态实时仿真模型，深入研究系统特性。
“如东海上风电柔直并网工程的系统调试工作将于今年四季度展开。我们基于之前的研究，创新提出了多个针对换流阀、直流耗能装置的现场试验方法，保证了调试方案的完整性。”江苏电科院继保自动化通信技术中心副主任李鹏说。
截至目前，江苏电科院先后承担了863项目“高渗透率间歇性能源的区域电网关键技术研究和示范”、国家自然科学基金项目“多直流馈入受端电网主变压器充电对直流输电及受端电网运行影响研究”、中英国家自然基金项目“环境交互下的海上风电系统：多物理场模型与大数据研究”等省部级及以上项目12项，完成一体式百千米级高压直流海底电缆耐压试验装备、±4兆乏移动式静止无功发生器性能检测装置开发研制等多项工作，不断提升江苏沿海风电工程项目并网调试及电网分析技术水平。
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