[發(fā)明專利]一種海上風(fēng)電場的UPS配置方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310503336.5
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103532224A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張歡;徐龍博;汪少勇;譚江平;楊莉;謝創(chuàng)樹
• 申請（專利權(quán)）人: 中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計研究院
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J9/08
• 代理公司: 廣州廣信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44261
• 代理人: 張文雄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種UPS配置方式,具體涉及一種海上風(fēng)電場的UPS配置方法。屬于電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著電力技術(shù)的發(fā)展，新型能源逐步取代傳統(tǒng)的低碳能源，新型能源包括風(fēng)能、太陽能和海洋能等。由于海上風(fēng)力資源豐富、風(fēng)速分布均勻等特點，海上風(fēng)電場在海岸線資源豐富的國家或地區(qū)擁有巨大發(fā)展空間。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機(jī)監(jiān)控在風(fēng)電場自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍越來越廣。為了保證風(fēng)電場的安全穩(wěn)定運(yùn)行，計算機(jī)監(jiān)控、通信系統(tǒng)等均須采用UPS系統(tǒng)供電，然而海上風(fēng)電場離岸距離遠(yuǎn)、檢修和維護(hù)周期長，其UPS系統(tǒng)的設(shè)計相對于傳統(tǒng)發(fā)電廠和陸上風(fēng)電場具有其特殊性。目前，UPS系統(tǒng)在傳統(tǒng)發(fā)電廠和陸上風(fēng)電場的配置方法已較為成熟，但海上風(fēng)電場的UPS系統(tǒng)配置尚缺乏統(tǒng)一觀點及方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，是為了克服目前缺乏海上風(fēng)電場的UPS系統(tǒng)配置方案，提供一種切實可行的海上風(fēng)電場的UPS配置方法，滿足海上風(fēng)電場重要負(fù)荷的供電需求。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種海上風(fēng)電場的UPS配置方法,其特征在于：將海上風(fēng)電場的UPS系統(tǒng)劃分為海上風(fēng)電機(jī)組、升壓站和集控中心三部分，按海上風(fēng)電機(jī)組、升壓站和集控中心分別進(jìn)行UPS系統(tǒng)容量選擇、備用時間選擇、結(jié)構(gòu)形式與冗余方式、UPS系統(tǒng)直流輸入、設(shè)備布置和UPS系統(tǒng)接線方式配置；

1）所述UPS系統(tǒng)容量選擇，UPS的負(fù)荷容量及特性決定了UPS的容量配置，根據(jù)該三部分各自的UPS系統(tǒng)主要負(fù)荷選擇計算出UPS容量,并留有適當(dāng)余量；

2）所述備用時間選擇，按事故停電時間全過程使用考慮，海上風(fēng)電機(jī)組和海上/海島升壓站根據(jù)內(nèi)部故障及實際工程，包括機(jī)組故障時維修人員到達(dá)時間和事故修復(fù)時間，至少為4小時；陸上升壓站和集控中心，有人值班時，不小于0.5小時；無人值班時，根據(jù)工程實際選擇1小時或2小時；

3）所述結(jié)構(gòu)形式與冗余方式，UPS的負(fù)荷特性決定了UPS的類型，UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式必須保證重要負(fù)荷的不間斷供電，故選擇事故切換時間為0的雙變換在線式UPS；UPS系統(tǒng)的冗余方式取決于風(fēng)電場在系統(tǒng)中的重要性，110kV和220kV接入的風(fēng)電場由于在系統(tǒng)的地位相對不是非常重要，升壓站和集控中心UPS系統(tǒng)冗余方式選擇主機(jī)串聯(lián)冗余方式；500kV接入的風(fēng)電場相對于110kV和220kV接入的風(fēng)電場重要性更高，升壓站和集控中心UPS系統(tǒng)選用主機(jī)并聯(lián)冗余接線；當(dāng)風(fēng)電場在系統(tǒng)中的地位非常重要，升壓站和集控中心UPS系統(tǒng)采用供電可靠性最高的電源陣列冗余；

4）所述UPS系統(tǒng)直流輸入，海上風(fēng)電機(jī)組取自風(fēng)機(jī)配套的直流系統(tǒng)，升壓站建立升壓站直流系統(tǒng)，集控中心建立集控中心直流系統(tǒng)；

5）所述設(shè)備布置，海上風(fēng)電機(jī)組UPS系統(tǒng)的設(shè)備布置由風(fēng)機(jī)廠家根據(jù)風(fēng)機(jī)的設(shè)計確定，升壓站和集控中心的設(shè)備布置主要有三種方案，包括：布置在專用UPS配電室、與直流屏共用配電室和布置在二次設(shè)備室；

6）UPS系統(tǒng)接線方式，海上風(fēng)電機(jī)組UPS系統(tǒng)的接線方式由風(fēng)機(jī)廠家根據(jù)風(fēng)機(jī)的具體設(shè)計確定，升壓站和集控中心的UPS母線應(yīng)采用單母線，采用輻射供電方式。

進(jìn)一步地：所述升壓站按地理位置分為海上/海島升壓站和陸上升壓站兩種。

進(jìn)一步地：1）所述海上風(fēng)電場的UPS系統(tǒng)主要負(fù)荷包括風(fēng)機(jī)內(nèi)的控制系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)通信系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)火災(zāi)報警系統(tǒng)和風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)監(jiān)測系統(tǒng)；

2）所述海上/海島升壓站的UPS系統(tǒng)主要負(fù)荷包括計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和火災(zāi)報警系統(tǒng)；

3）所述陸上升壓站和集控中心的UPS系統(tǒng)主要負(fù)荷包括計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、風(fēng)電功率預(yù)測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和火災(zāi)報警系統(tǒng)；

進(jìn)一步地：所述UPS系統(tǒng)容量選擇，在計算UPS容量時，考慮的負(fù)荷因素如下：穩(wěn)態(tài)負(fù)荷總?cè)萘?、?fù)荷功率因數(shù)、短時連續(xù)負(fù)荷容量和沖擊負(fù)荷容量。

進(jìn)一步地：

1）所述備用時間選擇，海上風(fēng)電機(jī)組事故停電原因包括機(jī)組故障、海纜故障和電網(wǎng)接入故障三種形式，機(jī)組故障時，UPS系統(tǒng)保證各供電設(shè)備的正常運(yùn)行，機(jī)組SCADA系統(tǒng)將監(jiān)控信息上傳至遠(yuǎn)方監(jiān)控中心，機(jī)組故障無法自動修復(fù)或遠(yuǎn)方進(jìn)行修復(fù)時，維修人員到風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行維修，事故停電時間主要包括維修人員到達(dá)時間和故障修復(fù)時間；海纜故障時，UPS無法提供足夠長的備電時間；電網(wǎng)接入故障時，風(fēng)電機(jī)組停止運(yùn)行，備電時間取決于電網(wǎng)接入事故修復(fù)時間，電網(wǎng)接入故障通常發(fā)生在陸地上，檢修時間通常小于機(jī)組故障修復(fù)時間；