海上风电"野蛮生长"后,中国出了首份国际规范!

5月6日,国际电工委员会(IEC)传来一条重磅消息:由我国提出的《柔性直流并网海上风电场谐波评估技术规范》(IEC TS 63705 ED1)国际标准提案正式立项。这是全球首项针对"海上风电+柔性直流"并网场景的IEC电能质量国际标准。标准由中国专家担任项目负责人(Project Leader),法国、德国、英国、丹麦、日本等十余国专家共同参与制定。

这意味着:全球海上风电场通过柔性直流输电(VSC-HVDC)并网时,"谐波该怎么测、怎么评估、限值是多少",首次有了统一的国际规范——而这一规范的核心技术框架,来源于中国工程实践的深度积累。

为什么这件事值得关注?这不是孤例。从ISO到IEC再到ITU-T,从氧化石墨烯到光伏测试再到电动汽车充电,中国主导制定的国际标准正密集涌现。"野蛮生长"多年之后,中国正在成为全球清洁能源标准的重要制定者。

谐波之痛

截至2025年底,中国海上风电累计并网装机突破4722万千瓦,连续五年位居全球第一。2026年4月,全球单机容量最大的16兆瓦漂浮式海上风电平台"三峡领航号"在广东阳江青洲海域启动安装,标志着中国海上风电正式挺进更深海域、更大单机容量的"无人区"。

然而,规模爆发的同时,一个长期被忽视的"隐形杀手"正在浮出水面——谐波。

什么是谐波?为什么海上风电格外棘手?

谐波(HARMONICS):指电压或电流中频率为基波整数倍的成分。在海上风电场景中,柔性直流换流站(VSC-HVDC)在开关动作时,会产生2kHz至9kHz范围内的高频谐波,这些谐波叠加在基波上,会导致电能质量恶化,严重时引发设备损坏甚至系统脱网。

与陆上风电相比,海上风电的谐波问题更为棘手.

① 离岸距离远,海缆放大效应——海底电缆的电容效应会放大特定频次的谐波,形成"谐振过电压"。以如东柔直工程为例,99公里直流海缆与换流站相互作用,在特定频率下会产生显著的谐波放大效应,传统的陆上风电谐波评估方法完全失效。

② 柔直技术新,标准长期缺位——柔性直流输电(VSC-HVDC)与传统常规直流(LCC-HVDC)相比,换流器控制策略更为复杂,谐波频谱特征更为多样(涵盖低次谐波、间谐波和高频谐波多个频段)。IEC 61000系列等通用电磁兼容标准对2kHz以上高频谐波的评估方法几乎空白。

③ 规模叠加效应,问题呈指数级恶化——多个大型海上风电场群共用一条柔直通道时(如江苏如东、广东阳江的百万千瓦级基地),多个换流站之间相互作用,谐波叠加放大,单一风电场的谐波限值可能同时达标,多场并联时却超出可接受范围。

谐波到底会造成多大的损失?

谐波问题的影响是全方位的:

在IEC TS 63705立项之前,全球海上风电行业应对谐波问题,主要依靠各国各自的电网规范:欧盟参照EN 50160和BDEW指南,英国参照UK Grid Code EKC,美国参照IEEE 519标准——但这些标准均未专门针对海上风电VSC-HVDC系统的谐波特性作出规定,行业长期处于"有经验、无标准"的困境。

IEC TS 63705:立了什么?

首项全球柔直并网IEC标准的"三层楼"

IEC TS 63705 ED1《柔性直流并网海上风电场谐波评估技术规范》该标准由IEC TC88(风力发电系统技术委员会)第43工作组(WG43,电磁兼容工作组)归口管理,由中国专家团队提出立项申请,于2025年通过IEC各成员国投票,2026年5月正式进入标准制定阶段(ED1阶段)。

标准构建了覆盖海上风电场从规划、建设到运营全生命周期。

"三层楼"谐波评估体系

相比现有标准,IEC TS 63705有何突破?

IEC TS 63705的核心创新体现在以下四个方面:

① 高频谐波评估空白填补——IEC 61000系列(电磁兼容)和EN 50160(电网电压特性)等通用标准主要覆盖2kHz以下频段,对海上风电VSC-HVDC系统常见的高频谐波(2kHz-9kHz)缺乏规定。IEC TS 63705首次专门建立了这一频段的测量方法和限值框架。

② 多场叠加效应评估——多个风电场共用柔直通道时,谐波叠加的评估方法在现有标准中几乎空白。该标准建立了多场谐波贡献量分配模型,为公平界定各风电场的谐波责任提供了技术依据。

③ 全生命周期覆盖——从规划期的"预测性体检"到运营期的"定期体检",标准提供了系统性的谐波管控路线图,避免了各阶段标准"各自为政"的问题。

④ 测量方法标准化——明确了谐波测量的仪器要求(带宽、采样率、抗混叠滤波)、数据处理方法(FFT分析、谐波分组)和评估周期,使不同项目之间的横向比较成为可能。

为什么是中国主导?

中国是全球最大的海上风电市场——连续五年全球第一,没有之一。2025年新增并网装机6.6吉瓦,占全球增量的约七成;累计装机突破4722万千瓦。如此庞大的市场规模,意味着:最丰富的工程实践、最多样的应用场景、最迫切的技术需求——也意味着,中国遇到的谐波问题,是全球最复杂、最棘手的。

解决中国的问题,就是在解决全球的难题。没有足够大的市场规模,就没有足够多的工程案例可供研究,也没有足够强的行业动力去推动标准制定——这是IEC标准制定的底层逻辑,也是IEC TS 63705由中国主导的根本原因。

产业链:全球最强的"配套能力"

标准制定的背后,是完整的产业链支撑。中国在海上风电产业链各环节的全球产能占比如下:

完整的产业链,意味着中国在谐波问题的全链条上——从换流器设计、海缆敷设、风机控制到并网调试——都有第一手的工程数据和实践经验,这是参与IEC标准制定最重要的"资本"。

对全球意味着什么?

IEC TS 63705立项之前,各国海上风电场并网电能质量的评估方法存在显著差异:

打破壁垒:让更多国家用上"中国方案"

IEC标准具有显著的市场引导效应。IEC TS 63705一旦发布,将成为全球海上风电场并网投标、设备采购和工程验收的重要技术依据。对于正在发展海上风电但缺乏工程经验的国家(如越南、印度尼西亚、巴西、菲律宾等)而言,该标准将提供一个可直接参照的技术框架——而这个框架的核心技术参数,很大程度上来自中国工程实践的验证。

换句话说:IEC TS 63705不仅是一套标准,更是一套"中国方案"向全球输出的载体。参与标准制定,就意味着参与规则制定。

带动产业链:从"卖产品"到"卖标准"

从经济视角看,IEC TS 63705的价值同样不可小觑:

直接效益——标准统一后,全球海上风电项目的谐波评估周期预计可缩短30%-50%,直接降低项目开发和审批成本。

市场效益——中国企业在海外市场的投标、产品认证和工程验收将更加顺畅——因为标准是"我们参与制定的",理解更透彻,执行更高效。

溢出效益——以每吉瓦海上风电场节约谐波治理成本约500万元测算,到2030年全球约40吉瓦采用柔直并网技术的海上风电场,将因标准统一累计节约成本约20亿元——而这背后,是中国技术和中国标准的价值体现。持久战刚刚开始

从立项到发布,还有很长的路

IEC TS 63705立项,只是漫长标准制定之路的起点。从立项(ED1)到正式国际标准发布(IS),通常需要3-5年,期间将经历工作草案(WD)、委员会草案(CD)、测试阶段(DTS/FDIS)等多个阶段,需要反复协调十余个国家的技术分歧。

以IEC TS 62196-7(ChaoJi充电适配器标准)为例,该标准从立项到发布历时约4年,期间经历了中日德美四国20余家机构的数十轮技术研讨。IEC TS 63705的复杂程度不亚于前者,持久战才刚刚开始。

▎更多"标准空白"等待中国填补

在海上风电领域,需要国际标准支撑的,远不止谐波一个问题:

深远海浮式风电并网——水深超过100米的浮式风电场,目前尚无任何IEC标准覆盖;全球浮式风电的工程实践主要集中在欧洲(挪威、英国)和亚洲(日本、中国),中国主导相关标准的空间巨大。

柔直故障穿越——当电网发生短路等故障时,柔直换流站如何保持稳定运行、避免大规模脱网,国内外标准均存在空白;IEC TC88正在讨论的相关提案中,中国专家团队已深度参与。

海上风电场群协同控制——多个风电场共用一条柔直通道时的功率分配、协调控制和电能质量联合治理,目前没有国际统一标准;中国在阳江三山岛等项目中的实践,为相关标准制定提供了独特素材。

海上风电碳足迹核算——随着欧盟碳边境调节机制(CBAM)的实施,海上风电设备的碳足迹核算标准将成为新的热点;IEC TC111(环境)正在讨论的相关议题中,中国已有所布局。

IEC TS 63705立项,是"中国标准"走向世界的一个缩影。从"中国制造"到"中国标准",这条路虽然漫长,但方向已经清晰。在全球能源转型的浪潮 中,谁掌握了标准,谁就掌握了竞争的主动权。中国的海上风电,正在用工程实践书写国际标准的新篇章。