[實用新型]一種風儲混合的海上風電場

有效

• 申請號: 201720703670.9
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN206977063U
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 孫東磊;李雪亮;劉曉明;朱毅;楊金洪;楊思;李文博;田鑫
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司經濟技術研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/18
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司37105
• 代理人: 李修杰

技術領域

本實用新型涉及一種風儲混合的海上風電場，屬于海上新能源發電技術領域。

背景技術

現在環境保護越來越受到大家的重視，新能源的發展也逐漸趨于成熟。海上風電是當今世界各國風力發電重點發展的方向。我國海洋風力資源豐富，利用其發電是非常綠色環保的能源利用方式，發展前景巨大。但是，受氣象條件和地理位置等因素制約，海上風電場運行需要面對有功、無功功率波動頻繁、遠距離并網海底電纜充電無功功率大、受惡劣天氣影響大、調度困難等問題的挑戰，為此需要設計一種應對上述問題的風電場系統結構來滿足并網安全運行要求。

實用新型內容

針對上述不足，本實用新型提供了一種風儲混合的海上風電場，其通過風電機組和儲能系統相結合來解決海上風電場運行需要面對有功、無功功率波動頻繁、遠距離并網海底電纜充電無功功率大、受惡劣天氣影響大、調度困難等問題。

本實用新型解決其技術問題采取的技術方案是：一種風儲混合的海上風電場，其特征是，包括海上風電機組、海上風儲升壓站、中壓海底電纜、高壓海底電纜和岸上高壓開關站，所述海上風儲升壓站包括匯聚母線、二級升壓變壓器、高壓母線、儲能系統和無功補償系統，所述海上風電機組通過中壓海底電纜連接至海上風儲升壓站的匯集母線，所述的儲能系統和無功補償系統也連接至匯集母線，海上風儲升壓站的匯集母線經二級升壓變壓器連接至高壓母線，所述高壓母線經高壓海底電纜連接至岸上高壓開關站，所述高壓開關站與岸上電網相連。

優選地，所述海上風電機組包括海上風力機、風力發電機、塔筒、箱式變壓器和風電機組控制裝置，所述海上風力機通過主軸與風力發電機連接，所述風力發電機的輸出端與箱式變壓器的低壓側連接，所述箱式變壓器的高壓側與通過中壓海底電纜連接至海上風儲升壓站的匯集母線，所述風電機組控制裝置分別與海上風力機、風力發電機和箱式變壓器相連，所述海上風力機設置在塔筒上端，所述的風力發電機、箱式變壓器和風電機組控制裝置設置在塔筒內。

優選地，所述海上風力機采用水平軸風力機。

優選地，所述風力發電機采用雙饋發電機或者永磁發電機組。

優選地，所述中壓海底電纜采用35kV光電復合纜。

優選地，所述高壓海底電纜采用110kV等級纜或220kV等級纜。

優選地，所述儲能系統包括儲能蓄電池單元組、儲能DC-AC雙向變流器和儲能控制裝置，所述儲能蓄電池單元組通過儲能DC-AC雙向變流器連接至海上風儲升壓站的匯集母線，所述儲能控制裝置通與儲能DC-AC雙向變流器的控制端連接。

優選地，所述無功補償系統包括并聯電容電抗器、靜態無功補償器和無功補償控制器，所述的并聯電容電抗器、靜態無功補償器分別連接至海上風儲升壓站的匯集母線，所述無功補償控制器與靜態無功補償器的控制端連接。

優選地，所述海上風儲升壓站還連接有風儲能量管理系統，所述風儲能量管理系統包括風儲能量管理主機、監控客戶端、維護客戶端和網絡通信設備，所述的監控客戶端和維護客戶端分別與風儲能量管理主機相連，所述風儲能量管理主機通過網絡通信設備與風電機組控制裝置和岸上電網的電網能量管理系統相連。

本實用新型的有益效果是：

采用上升結構后，本實用新型通過采用風電機組和儲能系統相結合的方式來實現風電、儲能和無功補償系統的協調控制，在海上風電場升壓站位置合理配置無功補償可以抑制中高壓海底電纜充電無功功率、調節風電場無功電壓水平，利用儲能系統的充放電平抑海上風電的隨機波動，與此同時儲能系統還可參與系統無功調節，解決了海上風電系統有功功率波動和無功電壓調節的問題，提升了海上風電的并網運行的安全性。

本實用新型將海上風電機組通過中壓海底電纜連接至海上風儲升壓站的匯集母線，匯集母線經二級升壓變壓器連接至高壓母線，所述高壓母線經高壓海底電纜連接至岸上高壓開關站，所述高壓開關站與岸上電網相連，匯集母線還連接有儲能系統和無功補償系統，通過儲能系統存儲電能，在海上風電場輸出功率發生變化時進行調節，達到了陸上風電系統接收到較為穩定的電能的目的，從而實現了增強陸上電力系統的電能穩定性及安全性的技術效果，進而解決了由于海上風電系統輸出功率波動大造成的陸上電力系統的電能穩定性較差的技術問題。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為基于本實用新型的海上風電場調度控制系統示意圖；