隨著全球能源轉型的加速與“雙碳”目標的深入推進，遠海風電憑借其風能資源更豐富、更穩(wěn)定、對環(huán)境影響更小等優(yōu)勢，正成為中國新能源發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向。將遠海“綠電”高效、安全、經(jīng)濟地輸送至大陸電網(wǎng)，面臨著前所未有的技術挑戰(zhàn)。國網(wǎng)經(jīng)濟技術研究院院長潘爾生及其團隊長期致力于此領域的研究與工程實踐，為我們勾勒出中國遠海風電并網(wǎng)技術的發(fā)展藍圖與實踐路徑。
一、 遠海風電并網(wǎng)的核心技術挑戰(zhàn)
潘爾生指出，遠海風電并網(wǎng)并非簡單地將陸上技術“復制到海上”。其核心技術挑戰(zhàn)集中體現(xiàn)在三個方面：
- 遠距離大容量電力輸送：離岸距離超過100公里甚至更遠，傳統(tǒng)的交流輸電技術因充電電流大、損耗高而面臨瓶頸。高壓直流輸電技術，特別是柔性直流輸電，成為解決這一難題的關鍵。它能夠實現(xiàn)低損耗、長距離、大容量的電力傳輸，并具備優(yōu)異的電網(wǎng)支撐能力。
- 復雜海洋環(huán)境下的工程可靠性：海上換流站平臺、海底電纜的規(guī)劃、設計、施工與運維，需要應對臺風、鹽霧腐蝕、海浪沖擊、海洋生物附著等一系列嚴苛環(huán)境考驗，對設備的可靠性、工程的耐久性提出了極高要求。
- 電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行：遠海風電場具有間歇性、波動性特點，且通過電力電子設備并網(wǎng)，其“弱慣性”、“低短路容量”特性對主網(wǎng)的頻率、電壓穩(wěn)定性構成挑戰(zhàn)。如何實現(xiàn)風電場與電網(wǎng)的友好互動，提升系統(tǒng)抗干擾和故障穿越能力，是確保電網(wǎng)安全的核心議題。
二、 關鍵技術突破與創(chuàng)新實踐
針對上述挑戰(zhàn)，潘爾生院長介紹了我國在工程和技術研究與試驗發(fā)展方面取得的系列突破：
- 柔性直流輸電技術的自主化與工程化：我國已成功掌握了±320kV、±400kV等電壓等級的柔性直流輸電成套設計、裝備制造和工程施工技術，并應用于如江蘇如東等海上風電項目中，實現(xiàn)了關鍵設備的全面國產(chǎn)化，為大規(guī)模開發(fā)奠定了堅實基礎。
- 海上換流站輕型化與集成化設計：通過優(yōu)化電氣布局、采用新型材料和緊湊型設備，顯著降低了平臺重量、尺寸和造價，提高了經(jīng)濟性和建造效率。研究探索浮式換流平臺等新型技術，為邁向更深海域做好準備。
- 智能化運維與狀態(tài)監(jiān)測技術：綜合利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術，構建“空-天-海”一體化的智能監(jiān)測體系，對海底電纜、風機基礎、換流站設備進行實時狀態(tài)感知與智能診斷，實現(xiàn)預測性維護，大幅提升運維效率和系統(tǒng)可用率。
- 系統(tǒng)級仿真與協(xié)同控制技術：建立了高精度的遠海風電并網(wǎng)全數(shù)字仿真平臺，深入研究風電場群與柔性直流輸電系統(tǒng)的動態(tài)交互機理，開發(fā)了適應中國電網(wǎng)特點的協(xié)同控制策略，有效保障了并網(wǎng)系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定與電能質量。
三、 未來展望與發(fā)展路徑
潘爾生認為中國遠海風電并網(wǎng)技術將向“更遠、更深、更智能、更融合”的方向發(fā)展：
- 技術迭代升級：研發(fā)更高電壓等級（如±500kV及以上）、更大輸送容量的柔性直流輸電技術，并探索直流組網(wǎng)等新型拓撲結構，以支撐千萬千瓦級遠海風電基地的開發(fā)。
- 深遠海工程探索：加快浮式風電與柔性直流輸電結合的技術攻關與示范，突破水深超過50米的深遠海風電開發(fā)技術瓶頸。
- 多能互補與綜合利用：推動遠海風電與海洋能、儲能（如海上制氫）等多種能源形式的協(xié)同開發(fā)與綜合利用，構建“電-氫-氣”多元能源輸送體系，提升整體經(jīng)濟性和能源利用效率。
- 標準體系與產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設：進一步完善遠海風電規(guī)劃設計、設備制造、施工運維、并網(wǎng)調度等全鏈條技術標準體系，培育健康、協(xié)同、具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
潘爾生強調，遠海風電并網(wǎng)是一項涉及多學科、多產(chǎn)業(yè)、多環(huán)節(jié)的系統(tǒng)性工程。持續(xù)加強“工程和技術研究和試驗發(fā)展”，推動產(chǎn)學研用深度融合，是中國在這一戰(zhàn)略新興領域實現(xiàn)引領發(fā)展的根本保證。通過技術創(chuàng)新與工程實踐的雙輪驅動，中國的遠海風電必將為構建新型電力系統(tǒng)、保障國家能源安全、實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展貢獻磅礴力量。
