[發明專利]海上風電柔直并網系統及基于海上風電的陸上黑啟動方法

在審

• 申請號: 202210791862.5
• 申請日: 2022-07-05
• 公開（公告）號: CN114977312A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 劉亞麗;周嘯;張勇;孔明;桑芝峰;袁藝嘉;楊杰
• 申請（專利權）人: 深圳中廣核工程設計有限公司;國網智能電網研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/36;H02J9/06
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 甄蒙蒙

本發明提供的一種海上風電柔直并網系統及基于海上風電的陸上黑啟動方法，該海上風電柔直并網系統包括：海上側變壓器的第一繞組與多個海上風電場連接，海上側變壓器的第二繞組與海上換流器的一端連接，海上側變壓器的第三繞組與海上輔助系統的一端連接，海上輔助系統的另一端與海上輔助電源連接；陸上變壓器的第一繞組與交流電網連接，陸上變壓器的第二繞組與陸上換流器的一端連接，陸上變壓器的第三繞組與陸上輔助系統的一端連接，陸上輔助系統的另一端與陸上輔助電源連接，陸上換流器的另一端與海上換流器的另一端連接。通過實施本發明，實現了陸上交流電網由斷電停運的狀態順利過渡到重新恢復供電的狀態。

技術領域

本發明涉及海上風電與柔性直流輸電領域，具體涉及一種海上風電柔直并網系統及基于海上風電的陸上黑啟動方法。

背景技術

海上風電并網工程中會出現陸上交流電網斷電停運的情況。此時如果不采取積極有效的措施恢復陸上交流電網供電，有可能會導致停電范圍進一步擴大，影響整個系統的安全穩定運行。嚴重情況下，甚至會威脅設備和人身安全，造成不必要的經濟損失。黑啟動是解決電網大規模停電的主要途徑之一，實現黑啟動的方法主要有兩種：其一是通過配置外部交流電源；其二是通過系統中具有自啟動能力的機組帶動無自啟動能力的機組，逐漸擴大系統供電范圍，最終實現整個系統恢復。在海上風電應場合，可以利用具備自啟動功能的風機及其組成的風電場作為黑啟動電源。

然而，目前尚未有針對陸上交流電網斷電停運的情況下，利用海上風機及其組成的海上風電場作為黑啟動電源，從海上風電場通過柔直系統向陸上交流電網充電的黑啟動方法的研究。因此，亟需一種在陸上交流電網斷電停運的情況下，將具備組網運行功能的風機及其組成的風電場作為黑啟動電源，并通過柔直系統進行陸上交流電網黑啟動的方法。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中尚未有針對陸上交流電網斷電停運的情況下，利用風機及其組成的風電場作為黑啟動電源，從海上風電場通過柔直系統向陸上交流電網充電的黑啟動方法的研究的缺陷，從而提供一種海上風電柔直并網系統及基于海上風電的陸上黑啟動方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供一種海上風電柔直并網系統，包括：海上柔直換流站、直流電纜、陸上柔直換流站、交流電網及多個海上風電場，其中，

每個所述海上風電場中的風機通過交流電纜匯集并與所述海上柔直換流站連接，所述海上柔直換流站通過所述直流電纜連接至所述陸上柔直換流站，所述陸上柔直換流站通過交流線路與所述交流電網連接；

所述海上柔直換流站包括：海上換流器、海上側變壓器、海上輔助系統及海上輔助電源，其中，所述海上側變壓器的第一繞組與多個所述海上風電場連接，所述海上側變壓器的第二繞組與所述海上換流器的一端連接，所述海上側變壓器的第三繞組與所述海上輔助系統的一端連接，所述海上輔助系統的另一端與所述海上輔助電源連接；

所述陸上柔直換流站包括：陸上換流器、陸上變壓器、陸上輔助系統及陸上輔助電源，其中，所述陸上變壓器的第一繞組與所述交流電網連接，所述陸上變壓器的第二繞組與所述陸上換流器的一端連接，所述陸上變壓器的第三繞組與所述陸上輔助系統的一端連接，所述陸上輔助系統的另一端與所述陸上輔助電源連接，所述陸上換流器的另一端與所述海上換流器的另一端連接。

可選地，所述海上柔直換流站還包括：海上啟動電阻及與所述海上啟動電阻并聯連接的開關，所述海上啟動電阻及與所述海上啟動電阻并聯連接的開關串聯接入所述海上換流器和所述海上側變壓器之間。

可選地，所述陸上柔直換流站還包括：陸上啟動電阻及與所述陸上啟動電阻并聯連接的開關，所述陸上啟動電阻及與所述陸上啟動電阻并聯連接的開關串聯接入所述陸上換流器和所述陸上變壓器之間。

第二方面，本發明實施例提供一種基于海上風電的陸上黑啟動方法，基于本發明實施例第一方面所述的海上風電柔直并網系統，所述基于海上風電的陸上黑啟動方法，包括：