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為實(shí)現海上風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)發(fā)電，西門(mén)子目前正在建設用于高壓直流輸電的巨型換流器平臺。該平臺不僅可以降低輸電損耗，而且能夠促進(jìn)外海風(fēng)電場(chǎng)的開(kāi)發(fā)。

置身光線(xiàn)昏暗的平臺內部，空氣分外窒悶。實(shí)際上，如果沒(méi)有向導，人在這個(gè)龐然大物中很容易迷路，它就是正在位于波羅的海岸邊德國Wismar北歐船廠(chǎng)中修建的換流器平臺。參觀(guān)這座設施有如埃及金字塔之行。這樣說(shuō)毫不夸張，該建筑的尺寸堪比法老陵墓。平臺高35米，長(cháng)70米，寬50米，總重量達15000噸。更形象地說(shuō)，這座設施的高度相當于十層樓，重量相當于25架加滿(mǎn)油、載滿(mǎn)乘客的空客A380。

平臺內部的腳手架上隱約可見(jiàn)工人們的身影。他們身著(zhù)白色工作服，頭戴護目鏡。他們在焊接組件，安裝*的設備，將電氣工程技術(shù)應用到海上，為邁向可再生能源經(jīng)濟添磚加瓦。西門(mén)子將在海港城市Wismar和Warnemünde建造三座海上換流器平臺，目前正在建設的便是其中的*個(gè)。這些平臺將用于高壓直流輸電（HVDCT）工程。具體而言，它們將集中北海風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)的交流電，然后將其轉換為直流電，再通過(guò)海底電纜將電能傳輸上岸。

西門(mén)子正在建設十層樓高的換流器平臺。這些平臺可以將來(lái)自風(fēng)電場(chǎng)的交流電轉換為直流電。

建造這些平臺是因為海上風(fēng)力發(fā)電在德國的“能源轉型”中發(fā)揮著(zhù)舉足輕重的作用。德國計劃到2025年將風(fēng)電占全國總發(fā)電量的比例提高到15%。具體而言，到2020年，德國海上風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電量將增加至1000萬(wàn)千瓦，到2030年增加至2500萬(wàn)千瓦。相形之下，目前德國實(shí)際上只有兩座在運海上風(fēng)電場(chǎng)（Alpha Ventus和EnBW Baltic一期），總裝機容量為20萬(wàn)千瓦。海上風(fēng)電場(chǎng)具備明顯的優(yōu)勢。比如，一臺6000千瓦級風(fēng)力發(fā)電機如果安裝在海岸，其每年的發(fā)電量一般為2300萬(wàn)千瓦時(shí)，但是如果安裝在海上，則這個(gè)數字可以達到3100萬(wàn)千瓦時(shí)。由于海上風(fēng)力更猛，海上風(fēng)力發(fā)電機每年可以全速運轉4000小時(shí)以上，而相比之下，岸上風(fēng)力發(fā)電機的滿(mǎn)負荷運轉時(shí)間僅為2000小時(shí)。換言之，在海上可以采用功率更大的發(fā)電機，并且發(fā)電機每天有一半的時(shí)間可以全速運轉。然而，到了陸地上，即使是高性能的6000千瓦發(fā)電機，其發(fā)電量也會(huì )大打折扣，因為在陸地上它們每天全速運轉的時(shí)間只有六個(gè)小時(shí)。

遠距離輸電效率。時(shí)至今日，近海風(fēng)電場(chǎng)始終依賴(lài)傳統的交流輸電系統將電能輸送到電網(wǎng)中。這無(wú)可非議，畢竟對于80公里以?xún)鹊亩掏据旊姸?，這種方法不僅在技術(shù)上可行，還具有經(jīng)濟優(yōu)勢。然而，在遠距離輸電中，交流輸電線(xiàn)路如同電容器一樣，每秒鐘會(huì )充放電50次。海底電纜絕緣層的無(wú)功損耗也會(huì )導致電能損耗。相較而言，高壓直流輸電則不存在這樣的損耗，因而在60公里以上的遠距離輸電中，高壓直流輸電系統要優(yōu)于交流輸電系統。在電壓為250千伏至320千伏時(shí)，直流輸電系統可以在幾乎沒(méi)有損耗的情況下，將電能輸送到數百公里以外的地方。“由于外海風(fēng)電項目需要采用高壓直流輸電技術(shù)，可以說(shuō)這項技術(shù)是能源轉型的關(guān)鍵要素。”西門(mén)子能源業(yè)務(wù)領(lǐng)域輸電解決方案集團*執行官Tim Dawidowsky如是道。

新建輸電平臺的核心是HVDC Plus——西門(mén)子的緊湊型高壓直流輸電換流器。在海上，這個(gè)被西門(mén)子稱(chēng)之為“海上風(fēng)電開(kāi)關(guān)柜”（WIPOS）的系統最多可以將100萬(wàn)千瓦交流電轉換為直流電。該系統安裝在一個(gè)浮動(dòng)平臺上面，這個(gè)平臺可以由拖船拖至安裝目的地。平臺的臺基坐落在海床上，通常在海平面以下20米到40米深的地方。整個(gè)臺基通過(guò)深入海床以下40米到60米的鋼樁加以固定。然后臺基將穩坐在水面以下，平臺的支架裝在臺基之上。

空中足球場(chǎng)。“安裝完成后，這些平臺看上去就像是懸在20米高空的足球場(chǎng)，這個(gè)高度足夠保護臺身免受百年一遇的巨浪的沖擊。”該平臺建設項目的總負責人Christian Schmitt指出，他在漢堡“遙控”該項目。“這個(gè)直升飛機起落坪一樣的平臺的頂點(diǎn)在海平面以上60米左右。” Schmitt的同事Michael Suhr補充道。Suhr擁有20多年的造船和航海工程經(jīng)驗，目前主管平臺的施工。“我們*可以說(shuō)它是一項開(kāi)創(chuàng )性的工程。要知道，我們實(shí)際上是在建造一條大船，但是它沒(méi)有船舵和船機。”

這些巨型平臺不僅在重量上相當于前代平臺的五倍，而且它們可以安放在距離海岸更遠的水域中——比前代平臺遠五倍。此外，這些平臺可以安裝在深度為前代平臺兩倍的水域（40米），它們的平均輸電容量也達到前代平臺的兩倍（73萬(wàn)千瓦）。

其中的一個(gè)新平臺將安裝到距離Heligoland海岸100海里的水域中。那里的氣候條件極其惡劣，水很深，空氣中鹽分很高，并且海浪很大。不過(guò)此處的風(fēng)速更高，風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電量也更高，因此如果能克服這些困難，那么回報也會(huì )相當可觀(guān)。

西門(mén)子目前承建的高壓直流輸電平臺有四個(gè)：BorWin beta、HelWin alpha、HelWin beta和SylWin alpha。這些平臺是根據北海中的毗鄰島嶼Borkum、Heligoland和Sylt而命名的。SylWin alpha將承擔86.4萬(wàn)千瓦的輸電任務(wù)，將位于Sylt以西70公里處的DanTysk風(fēng)電場(chǎng)生產(chǎn)的電能輸送到電網(wǎng)。由該平臺傳輸的電量可滿(mǎn)足150萬(wàn)戶(hù)德國家庭的用電需求。“這個(gè)輸電容量相當于一座大型發(fā)電廠(chǎng)的發(fā)電量。”Suhr說(shuō)。

拖船將碩大的浮式換流站拖往安裝目的地。此類(lèi)系統可以將高達100萬(wàn)千瓦的交流電轉換成可高效傳輸的直流電。

將SylWin alpha連接到電網(wǎng)的線(xiàn)路長(cháng)達160公里，超過(guò)其他所有用于海上輸電的海底電纜。電能上岸后，將由45公里長(cháng)的電纜將其傳輸到位于Büttel的換流站。在這里直流電重新被轉換為交流電，然后饋入德國的電網(wǎng)。西門(mén)子將與北歐船廠(chǎng)合作完成平臺的建造。西門(mén)子受TenneTTSO（荷蘭與德國合資公司）的委托承建該風(fēng)電并網(wǎng)工程。

海上風(fēng)電場(chǎng)Veja Mate和Global Tech 1位于Borkum島西北125公里的水域中，預計未來(lái)這些風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電量將達到80萬(wàn)千瓦。BorWin beta平臺首先將來(lái)自風(fēng)力發(fā)電機的155千伏交流電進(jìn)行變壓，使電壓升至300千伏，然后再將其轉換為同等電壓的直流電。BorWin beta平臺上可容納高壓直流換流站的所有設備：換流器、兩臺變壓器，以及四臺用于交流電纜的補償電抗器和氣體絕緣高壓開(kāi)關(guān)箱裝置。

HelWin alpha和HelWin beta將在Heligoland北部35公里的地方發(fā)揮類(lèi)似作用，它們將分別承擔57.6萬(wàn)千瓦和69萬(wàn)千瓦的輸電任務(wù)。HelWin beta是一個(gè)較小的子平臺，所以臺上不比HelWin alpha，沒(méi)有舒適的生活設施，只有簡(jiǎn)陋的避身之所。“呆在這個(gè)平臺上有些冒險，因為上面沒(méi)有自來(lái)水，的生活裝備是一個(gè)化學(xué)劑馬桶。”Suhr笑著(zhù)說(shuō)。這些平臺通常不會(huì )有人值守，電網(wǎng)運營(yíng)商可以對其進(jìn)行遠程監視。只有在安裝施工和后續維護時(shí)，平臺上才會(huì )住人。

英國的未來(lái)海上輸電平臺。上述海上換流站項目再次證明了一個(gè)事實(shí)，取得開(kāi)拓性的成績(jì)絕不是一件輕而易舉的事情。除要克服技術(shù)難題外，新設施還必須能獲得客戶(hù)的首肯。

另外，審批流程遠比先前的預計更為耗時(shí)。此類(lèi)流程之所以拖沓緩慢，有兩個(gè)原因。不僅很多組件需要單獨審批，在相關(guān)方開(kāi)始處理訂單之前，一些標準也未事先明確定義。由于這些障礙， 平臺將比原計劃推遲一年交付。相應的成本也將增加很多。

不過(guò)，高壓直流輸電技術(shù)仍然有著(zhù)巨大的商業(yè)潛力——當然不僅僅限于德國。實(shí)際上，英國提出了更加遠大的海上發(fā)電規劃。英國計劃在2020年以前將海上風(fēng)電占全國總發(fā)電量的比例提高至25%。該國計劃分三個(gè)階段將海上風(fēng)電裝機容量逐步提高至4860萬(wàn)千瓦。“英國計劃大量建設海上輸電平臺和風(fēng)電場(chǎng)，其數量之多，也許幾年以后我們就能踩著(zhù)平臺去英國啦。”Suhr風(fēng)趣地說(shuō)。

“我們的前進(jìn)方向是正確的，我們會(huì )堅定不移地實(shí)施和完成建設可持續發(fā)展能源供應體系所需的項目。”Schmitt表示，話(huà)語(yǔ)中透露出對北海輸電平臺工程創(chuàng )舉的肯定。按計劃*平臺將于2014年開(kāi)始向電網(wǎng)送電。屆時(shí)，北海上的這些“金字塔”將在未來(lái)的零碳電力生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。