500 kW Trang trại điện gió ngoài khơi: Trạm biến áp ngoài khơi + GIS + Máy biến áp cách ly đặc biệt Phân tích chuyên sâu
1×500 kW WTG · tủ 800 kVA (0,69/35 kV) · GIS trạm biến áp ngoài khơi · máy biến áp cách ly đặc biệt · cáp ngầm 110 kV
1 · TL;DR Conclusion
Kết luận: trang trại điện gió ngoài khơi 500 kW này (1 × 500 kW WTG) sử dụng máy biến áp hộp 800 kVA một tuabin-một máy biến áp (0,69/35 kV) → trạm biến áp ngoài khơi với GIS 35 kV → máy biến áp cách ly đặc biệt → xuất khẩu bằng cáp ngầm 110 kV + SVG ±1 Mvar, với chống ăn mòn biển C5-M (GIS/máy biến áp cách ly tính giá riêng) — tổng cấu hình ≈ $491.625 (FOB), EPC ≈ $640.850, hoàn vốn 9 năm, IRR 10,6% (mức khả thi).
- •1×500 kW WTG → máy biến áp hộp 800 kVA (0,69/35 kV) một tuabin-một máy biến áp; tích hợp nền tảng ngoài khơi
- •Trạm biến áp ngoài khơi với GIS 35 kV (chống ăn mòn, nhỏ gọn, bảo trì thấp) + máy biến áp cách ly đặc biệt (điện dung cáp ngầm / cách ly cách điện)
- •Xuất khẩu cáp ngầm 110 kV + SVG ±1 Mvar (PF ±0,95) + chống ăn mòn biển C5-M (được đánh dấu trong cấu hình)
- •Sản lượng 1.040.250 kWh/năm (P50), P90 986.906 kWh, doanh thu $83.220/năm @ $0,08/kWh PPA
- •Kinh tế: $640.850 EPC, hoàn vốn 9 năm, IRR 10,6%, ROI 181% trong 25 năm
2 · Solution Overview
Trang trại điện gió ngoài khơi khác với trên bờ ở môi trường: ăn mòn do sương muối (C5-M), không gian và trọng lượng hạn chế trên nền tảng, và xuất khẩu bằng cáp ngầm. Trên cơ sở cấu trúc máy biến áp hộp + bộ thu gom + tăng áp trên bờ, bộ thu gom 35 kV được nâng cấp lên GIS, một máy biến áp cách ly đặc biệt xử lý điện dung nạp của cáp ngầm, và cấp chống ăn mòn hàng hải được đánh dấu.
3 · Design Process & Rationale
1. Xác định yêu cầu
500 kW điện gió ngoài khơi, 100% xuất khẩu; môi trường nền tảng ngoài khơi và xuất khẩu bằng cáp ngầm là những hạn chế chính ngoài các yếu tố trên bờ.
2. Kích thước nguồn
Một tuabin gió 500 kW (turbMw 0,5); lắp đặt 500 kW, cung cấp hiệu quả 400 kW, tỷ lệ tái tạo 100%.
3. Tăng áp máy
Đầu cực 0,69 kV tăng lên 35 kV tại chỗ (hộp 800 kVA) để giảm tổn thất thu gom ngoài khơi.
4. Bộ thu gom nâng cấp lên GIS
Trên nền tảng ngoài khơi, bộ thu gom 35 kV sử dụng GIS (cách điện khí SF6) — chống sương muối, không cần bảo trì, nhỏ gọn — lựa chọn tất yếu cho không gian nền tảng và chi phí vận hành & bảo trì.
5. Máy biến áp cách ly đặc biệt
Cáp ngầm 110 kV hút dòng điện dung lớn; máy biến áp cách ly đặc biệt cung cấp cách ly điện dung để xuất khẩu an toàn.
6. Xuất khẩu & POI
Cáp ngầm 110 kV vào bờ; máy biến áp chính tăng áp 35/110 kV (sàn động cơ 10 MVA).
7. Chống ăn mòn & chất lượng điện năng
Cấp chống ăn mòn biển C5-M (được đánh dấu trong cấu hình, tính giá riêng); SVG ±1 Mvar cho tuân thủ lưới PF ±0,95.
Pain Points → Solution → Evidence
Sương muối biển (C5-M) ăn mòn thiết bị chính và vỏ bọc — tuổi thọ thiết bị tiêu chuẩn trên bờ sụp đổ.
Cờ cấu hình chống ăn mòn biển C5-M; bộ thu gom 35 kV được nâng cấp lên GIS (cách điện khí hoàn toàn SF6).
special.corrosion=C5-M được gắn cờ; C4+ kích hoạt xử lý chống ăn mòn.
Các giàn khoan ngoài khơi bị hạn chế về không gian và trọng lượng — thiết bị đóng cắt AIS thông thường cồng kềnh và cần bảo trì thường xuyên.
GIS nhỏ gọn và không cần bảo trì; máy biến áp cách ly đặc biệt giảm ứng suất dòng điện sạc điện dung lên thiết bị.
GIS 35 kV + máy biến áp cách ly đặc biệt tạo thành lõi trạm biến áp ngoài khơi.
Cáp ngầm hút dòng điện sạc điện dung lớn với yêu cầu cách điện cao — kết nối trực tiếp có nguy cơ quá điện áp/cộng hưởng.
Máy biến áp cách ly đặc biệt cung cấp cách ly cách điện/điện dung; cáp ngầm 110 kV chạy vào bờ.
Đường xuất cáp ngầm 110 kV được nêu rõ trong sơ đồ.
4 · Key Parameter Deep-Read
| Parameter | Value | Basis | Impact & Boundary |
|---|---|---|---|
| Máy biến áp hộp | 800 kVA (0,69/35 kV) | 500 kW ÷ 1,0 PF × 1,05 = 525 kVA → 800 kVA | Một tuabin-một máy biến áp, tích hợp nền tảng ngoài khơi >3 MW tuabin chuyển sang hộp kết hợp ngâm dầu |
| Loại thu gom | 35 kV GIS | Nền tảng ngoài khơi chọn GIS (cách điện khí SF6 hoàn toàn) | Chống sương muối, không bảo trì, nhỏ gọn Trên bờ có thể dùng AIS; GIS tốn kém hơn |
| Máy biến áp cách ly đặc biệt | Cách ly cáp ngầm 110 kV | Sạc điện dung cáp ngầm + cách ly cách điện | Triệt quá áp/cộng hưởng, bảo vệ xuất khẩu Định mức/trở kháng cần xác nhận viện thiết kế |
| Phương thức xuất khẩu | Cáp ngầm 110 kV | hvKv=110 | Kết nối lưới điện bờ Gần bờ có thể giảm xuống cáp ngầm 35 kV |
| Cấp ăn mòn | C5-M (biển) | special.corrosion=C5-M | Kích hoạt xử lý chống ăn mòn (C4+) Giá riêng; động cơ FOB không bao gồm |
| Định mức SVG | ±1 Mvar | 25% của 500 kW = 125 kvar → 1 Mvar | PF ±0,95, LVRT ≥1 Mvar sàn động cơ |
5 · Drawing Deep-Read
The following drawings are shown for reference (full set in the configurator “View design document”):
6 · Operation Demo (Deep-Read)
Dòng năng lượng
WTG 500 kW → 0,69 kV → hộp 800 kVA lên đến 35 kV → GIS ngoài khơi → máy biến áp cách ly đặc biệt → cáp ngầm 110 kV vào bờ.
Công suất phản kháng và chất lượng điện năng
±1 Mvar SVG phản kháng động liên tục, PF ±0,95; điện dung cáp ngầm được cách ly bởi máy biến áp cách ly.
Sự cố và bảo vệ
LVRT khi sụt áp, bảo vệ feeder thu gom theo cấp, so lệch máy biến áp cách ly/tăng áp — bảo vệ xuất khẩu ngoài khơi.
Kinh tế
1.040.250 kWh/năm, 83.220 USD/năm; 640.850 USD EPC, hoàn vốn 9 năm, IRR 10,6%.
Other views (shown): LCC (chi phí vòng đời) · Chất lượng điện năng và sóng hài · Đặc tính điện áp · Đặc điểm sơ đồ · Giảm định mức do môi trường
7 · Economics & Payback
Thiết bị FOB ≈ $491.625 (WTG $352.500 + hộp $37.000 + tăng áp $29.500 + SVG $50.000 + thiết bị đóng cắt cao áp $16.750 + RMU $5.875); EPC ≈ $640.850. GIS ngoài khơi, máy biến áp cách ly đặc biệt, chống ăn mòn C5-M và rải cáp ngầm là các hạng mục POA bổ sung không nằm trong FOB. Hàng năm 1.040.250 kWh → $83.220/năm; hoàn vốn 9 năm, IRR 10,6%, ROI 25 năm 181%.
8 · FAQ
Tại sao trang trại điện gió ngoài khơi cần GIS?
Máy biến áp cách ly đặc biệt làm gì?
Máy biến áp hộp nào cho tuabin ngoài khơi 500 kW?
Cấp ăn mòn C5-M nghĩa là gì?
Điện áp cáp ngầm là bao nhiêu?
Thời gian hoàn vốn là bao lâu?
Giá ngoài khơi có giống trên bờ không?
Tại sao cần SVG?
Bao nhiêu năng lượng mỗi năm?
Special Considerations
- Cấp chống ăn mòn hàng hải C5-M được đánh dấu trong cấu hình, nhưng giá FOB của động cơ không bao gồm chi phí xử lý chống ăn mòn — hãy định giá riêng.
- Đối với GIS ngoài khơi, máy biến áp cách ly đặc biệt và việc lắp đặt cáp ngầm là các hạng mục POA bổ sung; báo giá này là cơ sở FOB thiết bị của cấu trúc tương đương trên bờ.
- Máy biến áp chính tăng áp được đặt ở mức động cơ 10 MVA (35/110 kV); định mức thực tế của trạm biến áp ngoài khơi phải được viện thiết kế tính toán theo quy mô trang trại.
- LVRT / quy tắc lưới điện (GB/T 19963) không được mô hình hóa rõ ràng; các trang trại ngoài khơi đối mặt với fault-ride-through nghiêm ngặt hơn — xác nhận với đơn vị vận hành lưới.
- Các tính toán phía nhận (ngắn mạch 10/0,4 kV, luồng công suất, arc flash, N-1) đã lỗi thời trong chế độ xuất phát điện — bỏ qua chúng; dữ liệu phía nhà máy nằm trong windCalc/genPlant.
Turn this into your project
Open this exact scenario pre-loaded in the Power System Configurator, then generate the full design document or the operation & techno-economic assessment.
Open in Power System Configurator →Related Scenarios
Cung cấp một lần các thiết bị năng lượng mặt trời và thông thường
Từ thiết kế hệ thống phân phối điện đến năng lượng mặt trời - máy biến áp, thiết bị đóng cắt, trạm biến áp và thiết bị năng lượng mặt trời, được định cỡ và báo giá ở một nơi. Sử dụng máy tính của chúng tôi để nhận hóa đơn nguyên vật liệu và giá FOB đầy đủ.