Overview of Offshore Wind Power Transmission and Power Transportation Technology

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.22025

Abstract

Abstract:

In recent years, the new power system with new energy as the main body is developing rapidly, and the offshore wind power plant is developing towards the trend of deep sea and large capacity. In view of the limitations of the current transmission mode, changing the traditional cable transmission mode provides new possibilities for the research of power transmission from the perspective of transport batteries. First of all, based on the actual operation of the existing offshore wind power projects, the working principle and status quo of the main offshore wind power transmission modes, such as alternating current power transmission mode and direct current power transmission mode, were analyzed, and the working mode of the transport battery was described. Then, the technical and economic performance indexes such as transmission capacity, investment cost and security cost of transport battery and other transmission schemes were compared. Finally, the advantages and disadvantages of offshore wind power transmission modes were analyzed.

Key words: offshore wind power, power transmission, alternating current transmission, direct current transmission, transportation battery

CLC Number:

TK 89

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Figures/Tables 8

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对比项	高压交流输电系统	高压直流输电系统		架空线路输电系统	运输电池
对比项	高压交流输电系统	LCC-HVDC	VSC-HVDC	架空线路输电系统	运输电池
投资成本	电站投资较少，但电缆投资较高。海上升压站成本约50万元/MW，交流电缆成本约880万元/km^{［23，33］}	电站投资较高，但电缆投资最低。海上换流站成本约350万元/MW，直流电缆成本约550万元/km^{［23，33］}	电站投资最高，电缆投资较高。海上换流站成本约350万元/MW，直流电缆成本约550万元/km^{［23，33］}	远低于海缆线路，线路成本约 320万元/km^［22］	投资成本较低，约 380万元/艘^［34］
运行费用	年运行费用相对较高	年运行费用相对较低，运行费率为1.8%^［35］	年运行费用相对较低，运行费率为1.8%^［35］	年运行费用相对适中，占总成本的2%^［22］	运行费用相对适中，轮船油耗费用约400元/km^［34］
维护成本	交流海缆输电系统年维护成本占总投资成本的1.2%^［36］	直流海缆输电系统年维护成本占总投资成本的0.5%^［37］	直流海缆输电系统年维护成本占总投资成本的0.5%^［37］	年维护成本占总投资成本的3%^［22］	船舶维护成本占总投资成本的0.2%^［36］
损耗费用	年线路损耗约占1%	功耗仅为0.7%，两端换流站损耗为1%~2%^{［13，38］}	损耗功率约占1.6%^［13］	年线路损耗较低	损耗费用较高，轮船的损耗费用约占总投资成本的9%^［39］
应用情况	近海风电场	远海风电场	远海风电场	潮间带风电送出、近海风电送出及深海风电近岸侧	无
安全程度	相对于直流较低	相对适中	高	相对较低	相对较高
传输容量	400 MW(200 kV), 800 MW(400 kV)^[40]	最大1 600 MW^［38］	350 MW、500 MW已建，最高可达1 100 MW	不受传输容量限制	锂离子电池0~80 MW^［32］

对比项	高压交流输电系统	高压直流输电系统		架空线路输电系统	运输电池
对比项	高压交流输电系统	LCC-HVDC	VSC-HVDC	架空线路输电系统	运输电池
投资成本	电站投资较少，但电缆投资较高。海上升压站成本约50万元/MW，交流电缆成本约880万元/km^{［23，33］}	电站投资较高，但电缆投资最低。海上换流站成本约350万元/MW，直流电缆成本约550万元/km^{［23，33］}	电站投资最高，电缆投资较高。海上换流站成本约350万元/MW，直流电缆成本约550万元/km^{［23，33］}	远低于海缆线路，线路成本约 320万元/km^［22］	投资成本较低，约 380万元/艘^［34］
运行费用	年运行费用相对较高	年运行费用相对较低，运行费率为1.8%^［35］	年运行费用相对较低，运行费率为1.8%^［35］	年运行费用相对适中，占总成本的2%^［22］	运行费用相对适中，轮船油耗费用约400元/km^［34］
维护成本	交流海缆输电系统年维护成本占总投资成本的1.2%^［36］	直流海缆输电系统年维护成本占总投资成本的0.5%^［37］	直流海缆输电系统年维护成本占总投资成本的0.5%^［37］	年维护成本占总投资成本的3%^［22］	船舶维护成本占总投资成本的0.2%^［36］
损耗费用	年线路损耗约占1%	功耗仅为0.7%，两端换流站损耗为1%~2%^{［13，38］}	损耗功率约占1.6%^［13］	年线路损耗较低	损耗费用较高，轮船的损耗费用约占总投资成本的9%^［39］
应用情况	近海风电场	远海风电场	远海风电场	潮间带风电送出、近海风电送出及深海风电近岸侧	无
安全程度	相对于直流较低	相对适中	高	相对较低	相对较高
传输容量	400 MW(200 kV), 800 MW(400 kV)^[40]	最大1 600 MW^［38］	350 MW、500 MW已建，最高可达1 100 MW	不受传输容量限制	锂离子电池0~80 MW^［32］

设备	费用
直流线路	550万元/km
交流线路	1 500万元/km
架空线路	318.02万元/km
海上换流站	350万元/MW
海上升压站	50万元/MW
船舶	383.28万元/艘
集装箱	120万元/个
锂电池	3.07万元/个

设备	费用
直流线路	550万元/km
交流线路	1 500万元/km
架空线路	318.02万元/km
海上换流站	350万元/MW
海上升压站	50万元/MW
船舶	383.28万元/艘
集装箱	120万元/个
锂电池	3.07万元/个

[1]	Xinrong YAN, Ningning ZHANG, Kuichao MA, Chao WEI, Shuai YANG, Binbin PAN. Overview of Current Situation and Trend of Offshore Wind Power Development in China [J]. Power Generation Technology, 2024, 45(1): 1-12.
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[8]	Hui DONG, Weichun GE, Shitan ZHANG, Chuang LIU, Shuai CHU. Summary of Differences Between Hydrogen Production From Offshore Wind Power and Direct Outward Transmission of Electric Energy [J]. Power Generation Technology, 2022, 43(6): 869-879.
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