[發(fā)明專利]一種海上風電混合直流送出系統(tǒng)及啟動方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310012513.3
• 申請日: 2023-01-05
• 公開（公告）號: CN116054221A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設計）人: 茍立峰;唐博進;周興達;吳啟仁;王一凡;呂鵬遠;尹立坤;賈娜;郭明珠;王武斌;楊本均;漆召兵;劉淑軍
• 申請（專利權）人: 中國長江三峽集團有限公司;中國三峽新能源（集團）股份有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/38
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 安曉紅

本發(fā)明提供一種海上風電混合直流送出系統(tǒng)及啟動方法，一種海上風電混合直流送出系統(tǒng)包括：控制裝置和拓撲電路，控制裝置和拓撲電路連接；其中，拓撲電路包括海上風電場、海上換流閥、直流海纜、陸上換流閥、三繞組變壓器和陸上電網；海上換流閥與海上風電場連接，并經直流海纜與陸上換流閥相連；陸上換流閥與三繞組變壓器連接；三繞組變壓器包括網側高壓繞組、閥側高壓繞組和閥側低壓繞組，網側高壓繞組通過第一斷路器與陸上電網連接，閥側高壓繞組和閥側低壓繞組分別經過第二斷路器、第三斷路器與陸上換流閥連接。該系統(tǒng)能夠實現海上風電直流送出系統(tǒng)的輕型化，降低成本，同時具備黑啟動功能。

技術領域

本發(fā)明涉及海上風電技術領域，尤其是涉及一種海上風電混合直流送出系統(tǒng)及啟動方法。

背景技術

目前海上風電的直流送出方案通常采用基于模塊化多電平換流閥(MMC)的柔性直流輸電方案，該方案海上換流閥平臺體積大，投入成本高。為了實現海上換流閥和換流站平臺的輕型化，降低海上風電送出系統(tǒng)的成本，目前采用基于二極管的送出方案，其包括純二極管方案、二極管與輔助MMC并聯方案、二極管與輔助MMC串聯方案等。上述各種方案要實現實際工程應用，就必須解決海上風電場黑啟動的問題。目前，海上風電場的黑啟動是指整個系統(tǒng)停運后，系統(tǒng)全部停電，處于全“黑”狀態(tài)，通過陸上往海上送電，啟動海上風電場部分風機，然后逐漸擴大系統(tǒng)恢復范圍，最終實現整個系統(tǒng)的啟動和恢復。

目前，由于純二極管的方案存在黑啟動困難的問題，所以目前采用增加輔助海纜用于黑啟動的方案，但是該方案額外的海纜敷設增加了成本；而通過給海上風電場配置大容量柴油機解決黑啟動問題，而該方案大容量柴油機體積大，也增加了運維成本。二極管與輔助MMC并聯的方案，可以解決黑啟動問題，但由于輔助MMC并聯在直流側，仍需設計為較高的額定直流電壓，子模塊數目較多，因此體積和成本并不能有效降低。

發(fā)明內容

因此，本發(fā)明技術方案主要解決現有海上風電的直流送出系統(tǒng)體積大和成本高的缺陷，從而提供一種海上風電混合直流送出系統(tǒng)及啟動方法。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種海上風電混合直流送出系統(tǒng)，包括：控制裝置和拓撲電路，所述控制裝置和所述拓撲電路連接；其中，

所述拓撲電路包括海上風電場、海上換流閥、直流海纜、陸上換流閥、三繞組變壓器和陸上電網；所述海上換流閥與所述海上風電場連接，并經所述直流海纜與所述陸上換流閥相連；所述陸上換流閥與所述三繞組變壓器連接；所述三繞組變壓器包括網側高壓繞組、閥側高壓繞組和閥側低壓繞組，所述網側高壓繞組通過第一斷路器與所述陸上電網連接，所述閥側高壓繞組和所述閥側低壓繞組分別經過第二斷路器、第三斷路器與所述陸上換流閥連接；

所述控制裝置，用于獲取陸上換流閥的陸上充電電壓和海上換流閥的海上充電電壓，并基于所述陸上充電電壓和所述海上充電電壓向所述海上換流閥發(fā)送解鎖供電指令；其中，所述陸上充電電壓和所述海上充電電壓由所述第一斷路器和所述第三斷路器閉合后，所述陸上電網經過所述閥側低壓繞組輸出的第一工作電壓向所述陸上換流閥和所述海上換流閥充電生成；

所述海上換流閥，用于接收所述解鎖供電指令，對所述海上風電場中的風機進行供電；

所述控制裝置，還用于當預設數量的風機完成啟動后，控制所述陸上換流閥，使得直流海纜的海上側端口電壓高于額定電壓時，向所述第三斷路器發(fā)送第一斷開指令，向所述第二斷路器發(fā)送第二閉合指令，以及向所述陸上換流閥發(fā)送閉鎖指令；所述第三斷路器基于所述第一斷開指令斷開，所述第二斷路器基于所述第二閉合指令閉合，所述陸上換流閥基于所述閉鎖指令閉鎖；

所述陸上電網，還用于在獲取所述第三斷路器斷開，所述第二斷路器閉合的狀態(tài)時，經所述閥側高壓繞組輸出第二工作電壓，所述第二工作電壓用于向所述陸上換流閥供電。