据能源圈了解到，

1 研究背景

“十四五”期间，我国将推进深远海风电降本增效、平价上网划定为新时期发展目标，海上风电逐步进入风机大型化、联结规模化、选址深远海化的快速发展期。送出系统作为连接海上风电场与陆上电网的电力桥梁，发展尤为关键。随着海上风电向深远海发展，海况及环境更为复杂，亟需一种低成本、轻量化、高可靠、高效率的新型海上风电送出方式。主动换相型直流输电（ACC-HVDC）以其离岸换流设备体积小、重量轻、成本低等优势备受关注。但目前缺乏统一的经济性计算模型对ACC-HVDC及已有的几种海上风电送出方式进行技术经济区间划分，不同工况下各方案的经济适用性并不明晰，制约着海上风电向深远海的绿色健康发展。

2 研究意义　

本文以财务参数改进全生命周期成本（TLCC）模型，结合平准化度电成本（LCOE）模型进行盈亏平衡（BEP）分析，将多参数进行融合建立TLCC-BEP海上风电经济性评估模型；根据模型敏感性分析结果，给出了各方案多场景下的降本增效措施；以实际风场地理数据，采用改进后的技术经济计算模型，在多场景下对高压交流（HVAC）、分频输电(FFTS)、柔性直流(VSC-HVDC)及ACC-HVDC四种方案进行成本特性及盈利能力分析，最终得到各送出方案的技术经济适用范围，具有一定的工程参考价值。

3 重点内容　　

1）海上风电送出方案经济性精算模型。

在考虑财务指标的影响下，运维、故障成本作为税前费用需要去除所得税、增值税的影响，同时资产折旧因其非现金支出而具有“税盾”作用，实际等同于收益，对TLCC模型的影响不可忽视。LCOE作为衡量上网电价盈亏平衡点的重要指标，将TLCC与发电收入相联系，给出了不同场景下的最低可接受电价。将多参量融合进分部模型，得到改进TLCC-BEP经济性评估总模型，整体模型可表达如下式：

式中：P为总传输功率；PG为年发电量；t为年有效运行小时数；U为送出系统电压等级；L为海上风电场平均离岸距离；d为场址水深；p为实际上网电价；Y为风电场全生命周期运行年限；r、rvat、rit分别为折现率、增值税税率、所得税税率；α为出力折扣系数；σ为负荷损耗系数；pLCOE为平准化度电成本；CI、CO、CM、CF、CD、CDEP分别为初始建设、运行损耗、维护、故障、废弃、折旧成本。

2）交直流送出方案降本增效措施。

交流方案可采取：

（1）提高交流海缆临界传输距离；

（2）减少海上中段补偿站数目；

（3）优化风场选址。

直流方案可采取：

（1）降低离岸端设备体积与总重；

（2）海上风电集群化规模化运行；

（3）提高风电年有效运行小时数。

3）四种海上风电送出方案技术经济适用范围。

选取我国东海台州和南海阳江海上风场群及其延申进行分析计算，综合分析在离岸距离、水深和规模三要素的影响下各方案的成本经济性特征热图如下图：

图1 海上风电组网送出系统规模-成本经济性热力图

对不同规模海上风电进行距离-深度经济性及盈利能力分析，提取临界点并绘制海上风电送出方案适用范围如下图：

图2 海上风电不同送出方案适用范围

近海HVAC方案以其低成本和高技术成熟度，在全规模下占据优势；在小规模送出下，FFTS方案以低频海缆临界传输距离远且离岸低频设备总重提升小，适用范围涵盖到部分深远海域，但随联结风场规模上升，离岸端低频设备体积重量升高，使得方案适用性有所下降；随着离岸距离和送出规模提升，两类直流方案发电收益升高，适用范围逐步扩展；ACC较VSC方案其离岸端设备成本低且轻量化，技术经济价值更高，随着逆阻型功率器件的不断发展，ACC型换流器成本将进一步降低，送端采用主动换相电流源型换流器的送出方案具备巨大的应用潜力。

4 结论

本文提出了一种改进的TLCC-BEP海上风电送出系统经济性评估模型，并结合参数敏感性和实际案例分析了四种典型送出方案的适用性区间。具体结论如下：

1)本文对多参量融合，构建了改进TLCC-BEP海上风电送出系统经济性评估模型，能够在统一体系内有效度量海上风电送出方案经济性。

2)主参数分析显示，交流方案降本增效措施与场址优化、提高送出缆传输临界距离相关；直流方案降本增效措施与离岸端设施轻量化、风场集群化相关。

3)对四种方案进行距离-深度-规模成本经济性及盈利能力算例分析，在上网电价高于0.3元/kWh时方案具备收益能力；HVAC方案在深/浅近海内全规模适用性均较强，FFTS方案在中远海适用性强，但随规模上升适用性下降，ACC及VSC方案在深远海适用性强，ACC综合经济性略占优势。