三峡能源江苏如东海上风电场柔性直流输电工程是亚洲首个采用柔性直流输电技术的海上风电送出工程，主要由两座海上升压站、一座海上换流站、一回直流海缆、一座陆上换流站组成，有效解决了海上风电场大容量、远距离输电问题。

海上换流站由三峡能源联合产业链相关单位组织科研攻关，完成首台套建设任务，是世界容量最大、电压等级最高、体积最大的海上换流站。工程采用目前国内电压等级最高、输送距离最长的±400千伏柔性直流输电电缆，突破了低交联体系软接头等技术瓶颈，达到国际领先水平。突破传统浮吊安装方式，创新使用浮拖法顺利完成海上换流站安装，填补了海洋工程技术空白。

项目深入开展了海上风电柔性直流输电关键技术研究及示范应用工作，攻克了换流站建造、直流海缆研发、国产化换流阀研发应用、设备适海性设计和测试等等多项重大技术难题，主要电气设备均采用国产品牌，推动了国内主电气设备自主可控和国产化进步，推动我国柔性输电技术的全面提升及引领，对我国远海大容量海上风电开发建设具有重要意义。

一、项目发展经历

三峡能源江苏如东海上风电场柔性直流输电工程的设计、建设、实施是亚洲地区首次将柔性直流输电技术创新探索应用于海上风电项目，建设过程中攻克了换流站建造、直流海缆研发等多项重大技术难题，主要电气设备均采用国产品牌，填补了国内海洋工程领域多个技术空白，对我国远海大容量海上风电开发建设具有重要意义。

该工程自2019年12月23日开工以来，历经接近2年时间，于2021年10月28日完成柔直系统送电工作，较国外3-5年的建设周期大大缩短。项目联合行业内技术实力雄厚单位和专家，深入开展海上风电柔性直流输电关键技术研究及示范应用工作，研究攻克了海上风电柔性直流输电电压等级比选、主回路电气设备参数研究、国产化换流阀研发应用、设备适海性设计和测试等重大难题。

（一）创新应用柔性输电，解锁海上风电新技术

随着海上风电开发程度的不断提高，风电场离岸距离越来越远，远距离海上输电成为未来海上风电项目开发的关键制约因素。柔性直流输电技术是世界上最前沿的输电技术，能够将远海的电能汇聚并转换为损耗更低的直流电，通过海缆输送至陆上。柔性输电技术能有效弥补传统长距离交流输电存在的不足，相比传统交流输电更具有技术经济性。和传统电流源型直流相比，柔性直流采用电压源换流器(VSC)，利用可关断器件（通常为IGBT）和高频调制技术，独立控制输出的有功功率和无功功率，对电压、频率的控制更加灵活，特别适合应用于长距离的跨海电缆送电、可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电（黑启动）、异步交流电网互联等领域。

三峡能源江苏如东海上风电场柔性直流输电工程主要由两座海上升压站、一座海上换流站、一回直流海缆、一座陆上换流站组成。其中，海上换流站由三峡能源联合产业链相关单位组织科研攻关，完成首台套建设任务，是世界容量最大、电压等级最高、体积最大的海上换流站。负责汇集三峡如东H6、H10项目（共80万千瓦）以及中广核如东H8项目（30万千瓦）总计110万千瓦容量生产的电能，转换为直流后通过1回±400kV直流海缆送至陆上换流站，逆变为500kV交流电后接入电网。可有效解决海上风电场大容量、远距离输电问题。

直流海缆是输送电能的“动脉”，如东柔直工程采用的±400千伏直流电缆，共分为两极，每极包括99千米海缆和9千米陆缆，是目前国内电压等级最高、输送距离最长的柔性直流输电电缆。三峡能源支持电缆制造单位率先研发成功±400千伏柔性直流海缆系统，突破了低交联体系软接头等技术瓶颈，达到国际领先水平。

（二）攻克施工技术难题，填补海洋工程技术空白

三峡如东海上换流站平面面积接近一个标准足球场，高度约等于15层居民楼，是名副其实的“大块头”。因目前世界最大吊装能力的起重船为1.2万吨，传统浮吊安装模式无法满足该换流站约2.2万吨的吊装重量要求。加之换流站内部换流阀、电抗器等电气设备对于振动、加速度、倾角等参数敏感，导致海上换流站上部组块搭载建造、滑移上船、海上运输安装难度增大。三峡能源牵头各参建单位组成项目团队，打破常规安装方法，利用船舶压载和自然潮汐作用，在国内创新使用浮拖法进行海上换流站安装。

海上换流站浮托安装分为陆地建造与海上安装两个阶段。在陆地建造阶段，采用甲板支撑框架（DSF）将上部模块架高；在海上安装阶段时，通过驳船压载，将上部模块下放至导管架上，在此过程中，通过桩腿耦合缓冲装置（LMU）吸收组块与导管架之间的碰撞力，完成安装任务。

项目团队通过多轮结构设计优化、设备抗震仿真设计优化、浮托安装稳性设计优化等方式，高效预防、解决各类问题。并在摸清施工海域环境、建立施工路径气象预报机制、识别施工风险并制定应急预案的基础上，克服作业窗口期短、海况多变等挑战，精准聚焦精准的浮拖安装窗口期，确保风浪流等环境数据均在浮托安装设计值内，顺利完成海上换流站安装。

二、项目取得的成绩、成果

（一）创新推动海上风电柔性直流输电技术落地

柔性直流输电是海上风电经济性和可靠性最优的技术，在研发过程中，三峡能源组织各参建单位形成团队进行科技攻关，解决了设备关键部件自主生产制造、首台套应用、复杂空间大规模高空吊装、狭窄空间高电压绝缘试验、全站电气系统预调预试等多项技术难题，针对海上风电柔性直流的系统主接线、系统过电压及绝缘配合设计等方面开展了深入研究，组织攻克了海上风电柔性直流紧凑化电气关键设备、高压直流海底电缆、超大尺寸海上平台等重大装备的设计制造，建成了世界最大、亚洲首座海上换流站，应用国内电压等级最高、输送距离最长的直流海缆，有效解决了海上风电场大容量、远距离输电问题，填补了国内海洋工程领域多个技术空白，推动我国柔性输电技术的全面提升及引领，对我国远海大容量海上风电开发建设具有重要意义。

（二）成功推动“国产化”重点装备研发应用

海上风电主电气设备长期处于国外电气设备厂家垄断的局面，三峡如东项目在三峡能源已有项目国产化探索的基础上，充分发挥产学研用的多方优势，联合设计院、高校实验室、研究院所、制造商等单位集中攻关，成功研发制造了一批具有自主知识产权的“国产化”重点装备，海、陆换流站联接变、GIS、电抗器、站用变等主要电气设备均采用国产品牌，迈出了主电气设备自主可控的重要一步。除此以外，IGBT作为柔性直流技术的核心部件，长期受国外垄断，项目首次批量使用国产IGBT部件，为打破国外企业对柔性直流IGBT部件长期垄断奠定坚实基础。

（三）节能减排效益显著

三峡能源江苏如东海上风电场柔性直流输电工程建成后年上网电量将达33亿千瓦时，可满足约136万户家庭年用电量，每年将创造税收3.7亿元。与同等规模的燃煤电厂相比，每年可节约标准煤约101万吨、减排二氧化碳约251万吨、可节约淡水约980万立方米，具有重要经济效益、社会效益和生态效益，为优化当地能源结构和今冬明春的电力保供再添动能，有效助力“碳达峰、碳中和”目标的实现。

三、项目后续发展目标

三峡能源江苏如东海上风电场柔性直流输电工程采用柔性直流输电方案不仅具有经济性和技术性优势，在海缆路由通道和接入系统方面，也更符合当地政府和电网公司的整体规划原则。高压直流输电方式线路损耗小、系统稳定，可方便的进行分期和增容扩建，有利于发挥投资效益，同时将为后续其他海上风电打下扎实的基础，将很好的起到示范引领作用。

四、对未来发展的预期和建议

目前我国海上风电近海可开发资源逐步减少，未来海上风电开发将逐步走向深远海，常规的交流输电技术已无法满足输电要求，柔性直流海上风电输电技术将会被大规模应用，建议行业加大资金技术投入，增大相关技术科研配比，逐步迭代柔性直流输电技术，以适应未来深远海域海上风电集中连片送出需求。

附图

图1 三峡能源江苏如东海上风电场柔性直流输电工程海上换流站

图2 三峡能源江苏如东海上风电场柔性直流输电工程陆上换流站

单位简介

中国三峡新能源（集团）股份有限公司（以下简称三峡能源，股票代码：600905）作为中国长江三峡集团有限公司新能源业务的战略实施主体，近年来积极发展陆上风电、光伏发电，大力开发海上风电，深入推动源网荷储一体化和多能互补发展，积极开展抽水蓄能、储能、氢能等业务，积极投资与新能源业务关联度高、具有优势互补和战略协同效应的相关产业，基本形成了新能源项目开发、建设、运营和新能源产业投资、管理等相互支撑、协同发展的业务格局。三峡能源正努力打造产业结构合理、资产质量优良、经济效益显著、管理水平先进的世界一流新能源公司。

截至2021年6月，三峡能源业务已覆盖全国30个省、自治区和直辖市，已并网风电、光伏以及中小水电装机规模超1600万千瓦，累计发电量超1100亿千瓦时，均为清洁能源，相当于减少二氧化碳排放8580万吨、二氧化硫排放97.42万吨、氮氧化物排放258.34万吨，节约标准煤2255万吨。