2021年，三峡能源江苏如东海上风电柔性直流输电工程投运。该工程先后攻克了换流站建造、直流海缆研发、国产化换流阀研发应用、设备适海性设计和测试等技术难题，是国内首次将柔性直流输电技术应用于海上风电送出领域。三峡能源江苏如东海上风电柔性直流输电工程的海上换流站，也成为当时全球容量最大、电压等级最高、体积最大的海上换流站。总计110万千瓦装机容量海上风电项目所生产的电能，被海上换流站转换为直流电后，通过1回±400kV直流海缆送至陆上换流站，逆变为500kV交流电后接入电网。
“海上风电的交变直流转换站，平均面积相当于一个足球场，高度相当于15层的居民楼，重达2.2万吨，运维和投资费用十分巨大。如果海上风电项目的输电距离没有达到一定的长度，输电成本会比较高。”有研究电力系统的专家坦言。
因此，业内正将目光投向适用于近海50Hz工频输电和适用于远海直流输电的中间频率上，这就使低频输电技术有了用武之地。
相比直流，海上风电低频输电系统可利用风电机组直接输出低频电能，通过汇集系统将低频电能传输至海上平台，并通过低频变压器升压后经海缆线路送出，最后由陆上交交变频站将其变换为工频汇入工频电网。由于无需建设换流站等设施，整个输电工程的造价更低。
“总的来说，随着离岸距离越来越远，工频交流送出越发困难，成本相应上浮。在当前产业链现状下，直流方案成本高，需要长距离送出才有经济性。因此，低频输电在特定送出距离情况下将更有经济性。”上海电气风电集团股份有限公司(下称“电气风电”)工程与技术研究院副院长曹广启在接受《风能》采访时表示，“基于现有项目执行经验，离岸送出距离80公里到170公里左右的项目可以考虑采用低频方案，并通过详细的专题比选做最终的路线选择。”
除了具有一定的成本优势外，柔性低频输电采用了电压源型换流器，具备类似柔性直流输电的柔性调控能力，如潮流灵活调节、无功补偿、电压动态支撑等，能够实现海上风电场黑启动，可建立系统电压/频率，更适合于风电等新能源并网送出、电网互联、海岛供电与互联等应用场景。
在海上风电低频输电系统中，低频风电机组的改造与应用最为关键。
据曹广启介绍，从工频50Hz到低频20Hz，需针对电气系统，如核心的变流器、变压器、开断设备及机组自耗电电气设备等做适应性设计，与电气设备相连接的整机系统也需要做相应的调整。
“低频风电机组设计目前没有国家标准可循，电气系统设计更要结合借鉴工频标准及低频仿真、实物试验开展，确保电气设备的可靠。电气风电协同国内高校、科研院所、电力科学院、成套设计方、权威检测中心等机构共同论证，在标准空白的情况下，突破性地实现了低频方案在海上风电的批量产品应用。”曹广启表示，“低频机组不仅是低频电气方案的突破，更是风电整机基于场景工况统筹精细化设计。一个直观的例子是，当前低频变压设备的重量比工频变压设备重约1.5倍，给整机载荷、承载部件结构设计带来较大的难度，在适配低频电气设计的同时，需要考虑整机设计的最优方案。”
据悉，不久前，电气风电下线了全球最大的低频海上风电机组，单机容量达到16MW。该机型参与了浙江玉环2号海上低频风电示范项目风电机组设备竞标，并成功中标19台共304MW海上风电机组订单。项目将于2025年全容量并网。
