[發明專利]一種海上風電場并網輸電系統

在審

• 申請號: 201810068622.6
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108258727A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 牛翀;胡丁文;李道洋;吳金龍;王先為;李廣磊;滕瑋;孫樹敏;程艷;石鑫;李筍;袁帥;韓德順
• 申請（專利權）人: 許繼集團有限公司;西安許繼電力電子技術有限公司;許繼電氣股份有限公司;國網山東省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東

本發明涉及一種海上風電場并網輸電系統，該系統包括海上交流斷路器平臺，所述海上交流斷路器平臺包括兩條主母線，兩條主母線之間連接有至少一組3/2交流斷路器，每組3/2交流斷路器包括三個串聯的交流斷路器和兩條支路，一條支路用于連接對應的風電場，一條支路用于連接對應的海上換流站。本發明能夠實現故障隔離，保證剩余系統正常運行，提高了系統的靈活性和系統供電的可靠性。該系統能夠避免多條VSC?HVDC直流側并聯時直流故障帶來的控制復雜度增加，以及采用價格昂貴的直流斷路器帶來的故障處理成本高的問題，也避免了直流側并網時直流故障難以隔離和處理的問題。

技術領域

本發明屬于海上風力發電技術領域，具體涉及一種海上風電場并網輸電系統。

背景技術

VSC-HVDC技術由于其不存在換相失敗問題，可為無源系統供電，能夠獨立調節有功功率和無功功率，諧波水平低，適合構成多端直流輸電系統等技術優勢，是當前國際公認的遠距離、大容量海上風電并網的優選技術方案。

目前世界上采用直流輸電的海上風電場均采用VSC-HVDC技術。但是，目前國內外海上風電經柔性直流送出的工程容量均不超過1GW，采用單條VSC-HVDC線路即可滿足要求。當容量等級提升到GW級以上特別是千萬千瓦級時，受直流海纜和開關器件等設備電壓電流應力的限制，單條VSC-HVDC根本無法實現。

多端柔性直流輸電系統通過高壓直流輸電線路對3個或3個以上的電壓源型換流站進行聯接，可以解決多電源供電或多落點受電的輸電問題，為大規模海上風電場的并網帶來更大的經濟性和靈活性，是當前風電VSC并網的研究熱點。但是，直流故障保護一直是限制多端柔性直流輸電乃至柔性直流電網技術發展的關鍵問題。

采用直流斷路器和采用具有故障自清除能力的換流器實現直流故障隔離是當前研究的兩個焦點。直流斷路器技術是未來多端柔性直流輸電系統最理想的故障隔離措施，但是，就目前而言尚無成熟的直流斷路器產品，且其制造成本高昂。而采用具有故障自清除能力的換流器不僅大幅增加換流器成本，且在故障期間需閉鎖全部換流站，在故障隔離前存在直流場完全停運的弊端，并不適用于大型海上風電基地接入場合。

以上分析可以看出，當前尚無應對多端柔性直流輸電系統直流故障的成熟可靠策略，因此，現階段多端柔性直流輸電技術在大規模風電接入場合的應用受到嚴重制約。

發明內容

本發明的目的在于提供一種海上風電場并網輸電系統，用以解決采用直流斷路器進行故障隔離時成本高、或使用具有故障自清除能力的換流器時造成的成本高且在故障時需閉鎖全部換流站的問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

本發明提供了一種海上風電場并網輸電系統，包括如下方案：

方案一，包括海上交流斷路器平臺，所述海上交流斷路器平臺包括兩條主母線，兩條主母線之間連接有至少一組3/2交流斷路器，每組3/2交流斷路器包括三個串聯的交流斷路器和兩條支路，一條支路用于連接對應的風電場，一條支路用于連接對應的海上換流站。

方案二，在方案一的基礎上，各組3/2交流斷路器采用交叉接線方式。

方案三，在方案一的基礎上，還包括與對應的海上換流站通過直流線路連接的陸上換流站。

方案四，在方案一的基礎上，各個海上換流站正、負極的交流出線網側設置有對應的交流斷路器。

方案五，在方案三的基礎上，各個海上換流站和各個陸上換流站的換流器均為半橋式MMC結構的VSC換流器。

方案六，在方案五的基礎上，所述VSC換流器采用對稱雙極接線方式。

本發明的有益效果：