[發明專利]一種海上風電系統及其故障清除方法

在審

• 申請號: 202010747439.6
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111969637A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 查鯤鵬;郭高朋;楊岳峰;燕翚;李蘭芳;李奇南
• 申請（專利權）人: 中電普瑞電力工程有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種海上風電系統，其特征在于，包括：海上控制器和至少兩個海上風電模塊，所述海上控制器與每個海上風電模塊連接；

每個風電模塊包括：風電場、隔離開關S₁、旁路開關S₂和旁路二極管D；

所述風電場通過電纜與所述隔離開關S₁和所述旁路開關S₂串聯，所述旁路開關S₂與所述旁路二極管D并聯；

相鄰海上風電模塊中的旁路二極管D串聯后，再通過電纜與并網變流器串聯；

當所述海上控制器判定任一風電場發生接地故障時，控制與故障風電場連接的隔離開關S₁和旁路開關S₂動作，隔離所述故障風電場，并由所述并網變流器配合控制直流回路中的電流不過流。

2.如權利要求1所述的海上風電系統，其特征在于，所述風電場包括：多個串聯的風能轉換系統；

所述每個風能轉換系統包括原動機、永磁風力發電機、隔離變壓器、風電變流器、電感隔離開關S₃和旁路開關S₄；

所述原動機與所述永磁風力發電機的轉子相連，所述永磁風力發電機的定子繞組通過隔離變壓器與風電變流器相連；

所述風電變流器的直流側與所述電感隔離開關S₃、旁路開關S₄串聯連接；

所述旁路開關S₄的兩端作為風能轉換系統的電氣輸出接口。

3.如權利要求2所述的海上風電系統，其特征在于，所述原動機與所述永磁風力發電機的轉子直接相連或通過齒輪箱GB相連。

4.如權利要求2所述的海上風電系統，其特征在于，所述風電變流器包括：AC/DC、DC/DC和電容；

所述AC/DC、所述電容和所述DC/DC分別并聯。

5.如權利要求1所述的海上風電系統，其特征在于，所述隔離開關S₁為雙控開關。

6.一種海上風電系統的故障清除方法，其特征在于，包括：

對每個海上風電模塊中的風電場，海上控制器分別獲取流入和流出所述風電場的電流；

當所述海上控制器基于所述流入和流出風電場的電流判定所述風電場發生接地故障時，控制與故障風電場連接的隔離開關S₁和旁路開關S₂動作，隔離所述故障風電場，并由所述并網變流器配合控制直流回路中的電流不過流；

其中，在所述旁路開關S₂動作的過程中通過與所述旁路開關S₂并聯的旁路二極管D承載直流回路中的電流。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述流入和流出風電場的電流判定所述風電場發生接地故障，包括：

當所述流入和流出風電場的電流之和的絕對值大于設定閾值時，則判定所述風電場發生接地故障。

8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制與故障風電場連接的隔離開關S₁和旁路開關S₂動作，隔離所述故障風電場，包括：

當風電場發生接地故障后，閉合故障風電場以及比所述故障風電場電位低的風電場中的旁路開關S₂；

在確認接地故障電流以及所述故障風電場中的電流減小到門檻值時，斷開所述故障風電場中的隔離開關S₁，將所述故障風電場從海上風電系統中切除。

9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述斷開所述故障風電場中的隔離開關S₁之后，還包括：

斷開比所述故障風電場電位低的風電場中的旁路開關S₂；

將比所述故障風電場電位低的風電場中的風電變流器解鎖，重新啟動非故障風電場。