海上风电柔性直流送出海缆过电压研究

李浩原，周国梁，王刚，李文津，刘超

(中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，武汉430071)

0 引言

在可再生能源发电方式中，风力发电以其成本较低、技术较成熟、可靠性较高等优势，得以快速发展并开始在能源供给中发挥越来越重要的作用。相对陆上风能而言，海上风能密度较大、年可利用小时数较高，市场前景广阔[1]。通常，电力学术界和工程界认为风场离岸距离超过70 km，相较于高压交流，柔性直流(VSC-HVDC)送出是技术上和经济上均较优的选择。随着近海风电资源的快速开发，采用柔性直流送出的远海风电将是未来的发展方向[2 - 4]。

截至2019年，欧洲已有9条海上风电柔性直流送出工程投入运行，供应商包括ABB、Siemens和GE。由三峡集团投资的如东海上风电柔性直流送出工程是国内首条海上风电柔性直流送出工程，目前正在建设中。

在海上风电柔性直流送出工程中，连接整流站和逆变站之间的直流线路一般为海底电缆。海底电缆属于固体绝缘，一旦发生电击穿，绝缘不可恢复，会导致整个直流系统停运，且直流海缆价格昂贵，施工抢修较为复杂，保障其安全稳定运行至关重要。海缆的过电压与绝缘水平是海底电缆系统可靠性的重要评价依据，因此，有必要研究海缆过电压。

对于柔性直流工程的过电压研究，已有多篇文献进行了报道。李泓志等针对英国EA ONE工程提出了两种换流站绝缘配合方案，并分别确定了避雷器参数、绝缘裕度和设备绝缘水平[5]。陈晴等研究了用于海上风电并网的柔性直流系统过电压与绝缘配合，对柔性直流系统的过电压进行了研究[6]。……