海上風(fēng)電已步入快速規(guī)模化的發(fā)展階段。大容量風(fēng)電場(chǎng)集中接入電網(wǎng)，對(duì)風(fēng)電機(jī)組及風(fēng)電場(chǎng)的電網(wǎng)友好性能提出了更高要求，其中，黑啟動(dòng)就是一項(xiàng)十分重要的功能。

 

　　所謂黑啟動(dòng)，是指整個(gè)系統(tǒng)因故障停運(yùn)后，系統(tǒng)全部停電，處于全“黑”狀態(tài)下，通過(guò)系統(tǒng)中具有自啟動(dòng)能力的發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)，帶動(dòng)無(wú)自啟動(dòng)能力的發(fā)電機(jī)組，逐漸擴(kuò)大系統(tǒng)恢復(fù)范圍，進(jìn)而最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的恢復(fù)。風(fēng)電機(jī)組的黑啟動(dòng)技術(shù)，則指的是當(dāng)電網(wǎng)完全失電后，風(fēng)機(jī)作為自啟動(dòng)電源為電網(wǎng)建壓，并為網(wǎng)內(nèi)其他負(fù)載供電。

 

　　黑啟動(dòng)功能于風(fēng)場(chǎng)意義重大：

 

　　一是作為動(dòng)態(tài)調(diào)試電源為電網(wǎng)提供參考電壓和能量，可提前完成風(fēng)機(jī)動(dòng)調(diào)，幫助業(yè)主提升收益。以一臺(tái)MySE5.5兆瓦風(fēng)機(jī)為例，其每天收益5.28萬(wàn)；以按照安裝36臺(tái)此機(jī)組的海上風(fēng)電項(xiàng)目調(diào)試周期計(jì)算，若提前完成風(fēng)機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)試，項(xiàng)目上電一天可為整場(chǎng)實(shí)現(xiàn)收益190.08萬(wàn)元。

 

　　二是作為電網(wǎng)失電后的運(yùn)維電源。在極端臺(tái)風(fēng)過(guò)后，風(fēng)場(chǎng)需要較長(zhǎng)時(shí)間方能恢復(fù)供電，而風(fēng)電場(chǎng)若長(zhǎng)期處于失電狀態(tài)，風(fēng)機(jī)設(shè)備將會(huì)出現(xiàn)老化，壽命縮短。此時(shí)，具備黑啟動(dòng)功能的風(fēng)機(jī)可為其他風(fēng)機(jī)提供運(yùn)維電源，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。在電網(wǎng)恢復(fù)后可使風(fēng)機(jī)迅速恢復(fù)正常運(yùn)行，挽回發(fā)電量損失。不難看出，具備黑啟動(dòng)功能對(duì)于安裝運(yùn)行在中國(guó)臺(tái)風(fēng)海域的風(fēng)機(jī)及風(fēng)場(chǎng)至關(guān)重要。

 

　　值得一提的是，為使風(fēng)機(jī)具備黑啟動(dòng)功能，明陽(yáng)智能并網(wǎng)、主控及南瑞電控變流技術(shù)團(tuán)隊(duì)骨干人員特前往荷蘭，并在歐洲大規(guī)模海上風(fēng)電接入2020項(xiàng)目PROMOTioN基金的支持下，與位于荷蘭Arnhem的全球頂尖第三方型式試驗(yàn)機(jī)構(gòu)DNV GL KEMA 柔性輸電實(shí)驗(yàn)室（DNV GL KEMA Flexible Power Grid Lab）共同承擔(dān)了與大規(guī)模海上高壓直流輸電系統(tǒng)的專項(xiàng)研究（PROgress on Meshed HVDC Offshore Transmission Networks）。據(jù)該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人唐彬偉介紹，該項(xiàng)研究的其中一項(xiàng)重要成果就是開(kāi)發(fā)了風(fēng)機(jī)機(jī)械仿真（Bladed）和電氣仿真（OPAL-RT）的硬件在環(huán)聯(lián)合仿真。該項(xiàng)技術(shù)打通了機(jī)械仿真與電氣仿真的技術(shù)壁壘，并基于此平臺(tái)完成了CHIL純控制器在環(huán)仿真，通過(guò)仿真數(shù)據(jù)驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案和控制策略的有效性。

 

　　同時(shí)，為了進(jìn)一步驗(yàn)證風(fēng)機(jī)黑啟動(dòng)功能，明陽(yáng)智能聯(lián)合南瑞電控將MySE3.0變流器運(yùn)往萬(wàn)里之外的荷蘭的DNV GL KEMA實(shí)驗(yàn)室，運(yùn)用已開(kāi)發(fā)的硬件在環(huán)聯(lián)合仿真平臺(tái)與DNV GL共同研發(fā)了可用于黑啟動(dòng)功能測(cè)試、可模擬風(fēng)機(jī)電氣及機(jī)械運(yùn)行特性的PHIL功率在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)，并在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了包含發(fā)電機(jī)、變流器、負(fù)載、變壓器及海纜在內(nèi)的測(cè)試電路。基于此系統(tǒng)又完成了黑啟動(dòng)PHIL功率在環(huán)測(cè)試，使風(fēng)機(jī)黑啟動(dòng)性能驗(yàn)證成為可能。此項(xiàng)測(cè)試除驗(yàn)證黑啟動(dòng)風(fēng)機(jī)啟機(jī)建壓過(guò)程，也模擬了黑啟動(dòng)最惡劣工況——集電線路投切影響。上述所有工況測(cè)試均已通過(guò)驗(yàn)證，并達(dá)到相關(guān)技術(shù)要求。

 

　　明陽(yáng)智能一直致力于前沿風(fēng)電技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，并與國(guó)際知名風(fēng)電研發(fā)測(cè)試機(jī)構(gòu)合作，不斷推動(dòng)明陽(yáng)風(fēng)機(jī)向更可靠、更智能、更強(qiáng)大的方向進(jìn)發(fā)。此次黑啟動(dòng)功能測(cè)試的通過(guò)代表明陽(yáng)智能在風(fēng)機(jī)黑啟動(dòng)技術(shù)方面的開(kāi)發(fā)處于國(guó)際先列；以風(fēng)電機(jī)組為建壓?jiǎn)?dòng)電源的技術(shù)方案和在環(huán)仿真測(cè)試系統(tǒng)的完成，表明明陽(yáng)智能海上風(fēng)機(jī)并網(wǎng)技術(shù)已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，為中國(guó)乃至全球海上風(fēng)電規(guī)模化深入發(fā)展，并向支撐性電源邁進(jìn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

 

　　PROMOTioN基金項(xiàng)目成立于2015年，由歐盟EU Horizon 2020 programme （H2020） （又稱Competitive Low-Carbon Energy’5（LCE 5））項(xiàng)目資助，研究方向主要以海上風(fēng)電高壓直流電網(wǎng)設(shè)備開(kāi)發(fā)、電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)及商業(yè)模式開(kāi)發(fā)為主，旨在為電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備供應(yīng)商就技術(shù)架構(gòu)及相關(guān)互操技術(shù)協(xié)議方面達(dá)成一致，以加速高壓直流電網(wǎng)的發(fā)展。