交流输电和直流输电是目前最常见的两种输电形式，交流输电频率一般称为工频，主要有50Hz和60Hz两种频率，直流输电也可以理解为频率为0Hz的交流输电。
那么有没有介于0~50Hz频率之间的输电形式呢？答案是肯定的，也就是低频交流输电，而且已经有了工程应用，那么问题来了，低频交流输电的频率要多低？低频交流输电目前的主要应用领域以海上风电为主。
我国海上风能资源丰富，具有巨大的开发潜力。
截止2021年4月底，我国海上风电并网容量达到1042万千瓦。
今年1-4月，我国海上风电发电量为99.4亿千瓦时，占全国发电量的0.39%。
据行业统计，我国海上风电平均利用小时数约2500小时，比陆上风电平均利用小时数高出约500小时。
海上风电场和陆上主网的连接通常可采用两种输电技术方案：工频高压交流输电和高压直流输电。
工频高压交流输电系统的设计技术成熟，工程运行经验丰富，目前已投运的近海风电场多采用工频高压交流输电直接接入陆上主网。
然而，受电缆充电电流的影响，三相交流电缆的最大输电功率随着输电距离的增长而显著减小。
对应于50Hz交流电缆，经济合理的输电距离在100千米之内。
研究表明，当海上距离超过90千米且风电场容量大于100兆瓦时，采用高压直流并网方案较合适。
从理论上讲，直流线路的功率传输容量与输电距离没有明显关系。
而且，直流输电系统将海上交流电网与陆上交流电网隔离开来，能够有效降低陆上交流系统故障对风电机组的影响。
但基于高压直流输电的海上风电送出系统需要配置海上换流站平台，建造成本和运维费用较高。
另外，由于直流断路器技术还没有完全成熟，海上风电场组成直流电网比较困难，而且直流电缆中会产生空间电荷积累效应，对电缆的绝缘产生不利影响。
低频交流输电技术则可以克服工频交流输电输送距离和直流输电造价高等存在的缺点。
海底电缆输电的输送距离与所采用的频率成反比，若输电频率降低到15 Hz左右，则海底电缆经济合理的输电距离可以达到300km，这样就可以彻底解决远海风电的送出问题。
交流电缆不存在空间电荷积累效应，对电缆绝缘比较有利。
而且交流输电不存在无断路器的问题，海上风电场可以很方便地组成交流电网。
低频交流输电技术的核心装置是变频器。
目前多采用基于晶闸管的相控式交–交变频器作为海上低频输电线路和陆上主网的接口，也有采用全控型器件（如GTO）替代晶闸管来改善装置的谐波特性。
海上低频电网与陆上主网接口的另一条技术路线是采用交–直–交变频器，其中以基于柔性直流输电的背靠背换流器最为常见。
柔性直流输电技术成熟度高，控制方式灵活，谐波特性良好，但是存在装置造价高，功率损耗较大的缺陷。
降低频率输电为什么能够克服现有缺陷？与架空线相比，电缆具有较大的对地电容C，在交流电压U作用下会产生较大的线路无功电流I，即I = B*U = 2πfCU 。
降低交流输电线路的工作频率f 可以减小线路对地电纳B 和运行所需的充电无功功率，同时还能降低输电线路的有功功率损耗（导体的集肤效应），从而达到提升输电线路的有功功率传输容量的目的。
然而，低频交流输电也存在技术上的不足，首先是低频频率范围受限，其次作为降频的三相输电，其仍需要三条输电线缆，其输电密度小于高压直流输电。
海上风电低频交流输电经济上是否划算？海上风电并网工程的总投资成本大致可分为场站投资和线路投资2部分。
高压交流输电方案技术成熟度高，工程运行经验丰富，无需投入换流器或变频器等昂贵的终端装置，场站投资成本较低， 因而广泛应用于近海风电送出系统。
然而，在大规模远海风电并网工程中，单回海底电缆的有功功率传输容量严重受限于电缆充电无功，因此需要铺设多回海底电缆线路，这使得交流输电方案中的电缆投资成本随送电距离的增长而显著增大。
与高压直流输电相比，采用低频交流输电技术送出海上风电的主要优势在于，海上风电场和输电电缆采用相同的交流低频，仅在陆上采用频率变换器接入主网。
如此，可以避免将电力电子变换装置安放在环境恶劣且建设难度高的海上平台上，大大降低了场站投资成本和工程运行维护费用，对系统的可靠性和经济性有明显的提升作用。
世界首个柔性低频输电工程已经投入运行。
近期，世界首个柔性低频输电工程正式落点杭州，为杭州220千伏中埠-亭山柔性低频输电示范项目。
该项目通过在已建成的13.2千米的220千伏亭中输电线路两侧建设换频站，同构20Hz低频互联起富阳和萧山南部两大负荷中心。
国际首创性技500千伏供区异步低频互联。
其实，低频交流输电最早是由西安交通大学的王锡凡教授于1994年提出的。
基于三相低频输电方法，王教授相继对其基础原理、可行性、仿真及实验平台搭建等方面，做了大量的研究。
如今，历经三十年时间，终于实现了工程化的应用，不得不佩服国人的智慧和远见。
可以预见，海洋经济时代，低频交流输电技术将发挥作用，从蓝色大海源源不断地把绿色的电送回大陆。
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