海上风电是怎么跨过大海来到我家的？
来源：电网头条 时间：2026-05-27 14:57
在离岸几十到上百千米的茫茫大海上，一座座百米高的“大风车”擎天而立、迎风转动。1亿千瓦——这是“十五五”规划为海上风电定下的目标，相当于再建4.5个三峡水电站。
这么多电，如何跨过大海进入千家万户呢？
今天，我们就来说说
风电的“跨海之旅”
第一步：海上发电
“大风车”转起来，电就来了
海上风机与陆上风机类似，现在单机容量一般为10兆瓦及以上。目前，我国拥有自主知识产权的全球最大海上风电机组单机容量达到26兆瓦。
▲国内水深最深、山东省首个深远海海上风电项目——华能山东半岛北L场址海上风电项目，安装了42台12兆瓦风力发电机组。山东烟台供电公司供图
这些“大风车”一般通过固定式（像“种桩”一样，将单桩或导管架基础插入海底）或漂浮式（像“拴船”一样，用系泊系统将浮体平台固定在深海）两种方式牢牢固定在海中。
风力推动风机叶片带动轮毂旋转，再驱动机舱里的发电机工作，就这样——机械能转化为电能，电就有了。
可是，海上风力发电机发出的电，通常为690伏的交流电，电压等级达不到远距离输送要求，没法直接远途“运输”。
这可怎么办？升压！
第二步：海上升压
为即将“远航”的电“蓄力”
交流输电模式下，海上风电一般要经历两次升压。
一次升压（风机内部）：
690伏→35/66千伏
每台海上风机内部都有一个机舱变压器，任务是把风机发出的690伏低压电升高到中压35千伏或66千伏。这是目前海上风电常用的集电电压——把同一风电场内几十台甚至上百台风机串起来、连成一条集电线路的电压等级。
▲玉环1号海上风电场是国内首个采用66千伏电压等级集电线路的海上风电项目。陈维益摄
二次升压（海上升压站）：
35/66千伏→220千伏及以上
然后，经历一次升压后的电再顺着海底电缆汇集到海上升压站，二次升压至220千伏或更高。
▲象山海上风电场，风机与海上升压站协同运行。王幕宾摄
科普小贴士
风机发出的电为什么需要升压？
根据物理学原理，输送同样的电能，电压越高，输电损耗越小。高压输电能减少电能损耗，让电力传输更经济。35千伏或66千伏是公认的“集电最优解”：35千伏交流集电方案通常应用于中小规模海上风电场，66千伏交流集电方案则是大型海上风电项目的主流方案。
为什么不能一步到位，直接从690伏升到220千伏？
因为风机内部空间极其有限，690伏直接跳到220千伏，需要的变压器体积大、重量大，机舱或塔筒根本装不下。把高压设备集中到一座海上升压站，运维方便，风险可控。
第三步：跨海输电
低频交流、柔性直流破解远距离输电难题
经过海上升压站升压至220千伏后，电就具备了“远航”的基本条件。接下来，根据风电场的离岸距离、容量和海深等多种因素，工程师们会选择不同的跨海输电方案。
近距离输送“主力”：工频交流输电
传统的工频交流输电技术（工频为50赫兹），一般适用于离岸距离小于80千米、总容量较小的近海风电场。这种方案技术成熟、成本较低。
▲采用工频交流输电技术的华能山东半岛北L场址海上风电项目。山东烟台供电公司供图
当海上风电场离岸超过80千米，工频交流输电就会遇到“里程焦虑”——电缆自身的电容效应会大量消耗电力，送得越远，损耗越大。
随着海上风电场向深远海挺进，风电场容量越来越大，离岸距离也越来越远，有的甚至已超过100千米。
针对这一情况，工程师们又拿出了两套解决方案：
中长距离“选手”：柔性低频输电
在离岸80~180千米的中长距离范围内，柔性低频输电是极具竞争力的海上风电送出主力“选手”之一。
柔性低频输电方案的核心是低频交流输电，把频率降下来、把灵活性提上去。
为什么要用柔性低频输电技术？工程师们发现，将交流电的频率从50赫兹降到15~20赫兹进行输电，电缆的电容效应会大幅减弱，损耗变小，传输距离和容量自然就上去了，也有助于提升系统的柔性控制能力。这个“降频”动作现在可以直接在风机侧实现，低频风机能直接发出低频交流电，再经由海底电缆送出。
柔性低频输电技术不仅能用在海上风电送出，还能反过来，通过低频海缆将陆上电能经济地送往海上孤岛，解决远海岛屿的供电难题。
▲全国首个柔性低频输电示范项目——台州35千伏柔性低频输电示范工程。刘广扩摄
在国内，这项技术已经从示范走向成熟。
2022年，台州35千伏工程率先投运，把大陈岛的海上风电送到陆地，成为国内首个柔性低频输电示范项目。虽然电压只有35千伏，但它是低频输电“从0到1”的实践，验证了这条路走得通。
一年后，杭州220千伏柔性低频输电示范工程“接棒”。该工程额定传输容量为30万千瓦，是目前我国电压等级最高、容量最大的柔性低频输电工程，首次实现城市500千伏供区的柔性低频互联，为中长距离大规模海上风电经济高效送出提供了“中国方案”。
2024年，玉环2号海上风电项目开工建设，实现了柔性低频输电技术在220千伏海上风电送出工程中的首次落地应用。
▲薄雾晨曦中，玉环海上风电场迎来金色朝阳。沈海松摄
远距离“王者”：柔性直流输电
柔性直流输电是采用可自关断的全控型电力电子器件的新一代直流输电技术。它的核心思路是：交流→直流→交流。
在这种模式下，海上风机发出的交流电在一次升压至35千伏或66千伏后，会被送到海上换流站变成直流电（目前在建的柔性直流输电工程已无需海上升压站二次升压）。直流电没有频率问题，不产生无功损耗，适合百公里级远距离海底传输。到了陆地上，直流电再变回交流电并入电网。
▲柔性直流输电示意图。
相比传统方式，柔性直流输电不仅送得远、损耗低，还能避免陆上电网与海上风电场相互影响，为风机提供稳定的并网电压。它是目前百万千瓦级、百公里级深远海风电送出的主要解决方案。
▲江苏如东柔性直流输电工程海上换流站。国网经研院供图
2021年投运的江苏如东海上风电场，是亚洲首个海上风电柔性直流输电项目。它的海上换流站有10多层楼高、面积堪比足球场，输送容量110万千瓦，投运以来年均上网电量达31亿千瓦时，创造了多项世界第一。
在黄岛海域，已获得核准的全球离岸最远（130千米）的海上风电场——三峡青岛一期3000兆瓦海上风电项目，计划采用±500千伏柔性直流输电技术。
当然，无论哪种技术，电最终都要通过海底电缆送到陆地。海底电缆的结构有三层——一层绝缘层、一层铠装、一层防腐层，深埋在海底数米深的沟槽里，稳稳地传输着绿色的海上风电。
从近海到远海，从交流到直流，中国海上风电正在向更深更远的海域挺进。
▲海底电缆敷设船。沈海松摄
第四步：登陆并网
与其他电能“会师”，送入千家万户
海底电缆在登陆点“上岸”后，送来的海上风电是直接并入电网吗？不，还有其他环节。
如果是工频交流电，它会直接进入陆上集控中心，进行电压调整和分配；
如果是柔性低频交流电，它要通过陆上变频站，将频率恢复成50赫兹；
如果是柔性直流电，它会先经过陆上换流站，变回交流电；
再接入大电网，最终与火电、水电、光伏发电等“会师”，接受统一调配，送入千家万户。
▲应用了新能源并网稳定器的江苏大丰80万千瓦海上风电项目。国网江苏电力供图
海上风电“看天吃饭”，发电不够稳，常给电网带来挑战。怎么办？那就加个“大转子”——新能源并网稳定器！
2026年4月，我国首台新能源并网稳定器在江苏盐城大丰投运。它的核心结构简单说起来就是：一台电动机和一台发电机刚性同轴连接。海上风电先驱动电动机（电动机因此获得一个“重转子”），电动机再带动发电机同步旋转。这样一来，整套装置就拥有了类似传统火电机组的物理惯量，能在电网波动时“挺身而出”，大幅提升电网安全稳定性。
除了这个“大转子”，工程师们还为海上风电配备了多重保障方案：
储能系统：风大时存电，风小时放电，削峰填谷。
静止无功发生器（SVG）：动态补偿无功功率，稳定电压。
虚拟同步机技术：让陆上换流阀模拟火电机组，主动支撑电网频率。
▲国网经研院直流技术攻关团队在陆上换流站开展技术研究。国网经研院供图
目前，我国海上风电累计装机容量已连续多年位居世界第一。海上风电正加速向着深远海挺进，催生更多前沿技术，点亮更广阔的未来。
有了技术加持
这份来自深远海的“能量血液”
才能更稳地融入城乡的能源“脉搏”
或许这一刻
我们用的电就是从海上来的
责任编辑：刘础琪
