[發(fā)明專利]基于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的海上風(fēng)電場運(yùn)維自供電系統(tǒng)啟動(dòng)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310132106.6
• 申請日: 2023-02-06
• 公開（公告）號(hào): CN116169714A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王霄鶴;戚海峰;陳瑋;楊文斌;陳晴;楊飛;酈洪柯;夏冰清;金建勝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/48;H02J3/50;H02J3/32;H02J3/36;H02J3/06;H02J1/10;H02J7/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本發(fā)明公開了一種基于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的海上風(fēng)電場運(yùn)維自供電系統(tǒng)啟動(dòng)方法，針對現(xiàn)有基于柴油發(fā)電機(jī)或儲(chǔ)能系統(tǒng)作為風(fēng)電場離網(wǎng)運(yùn)行期間運(yùn)維系統(tǒng)主電源成本過高的問題，本發(fā)明提出一種基于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的海上風(fēng)電場運(yùn)維自供電系統(tǒng)啟動(dòng)方法，通過構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)電機(jī)組與小容量儲(chǔ)能設(shè)備的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)電場運(yùn)維系統(tǒng)的順利啟動(dòng)，且在啟動(dòng)后可以通過風(fēng)機(jī)作為運(yùn)維系統(tǒng)主電源。與已有方案相比，本發(fā)明可以顯著降低工程建設(shè)成本，有效解決海上風(fēng)電場的建設(shè)與陸上接入系統(tǒng)線路建設(shè)不同步所產(chǎn)生的運(yùn)維系統(tǒng)供電問題，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益與良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的海上風(fēng)電場運(yùn)維自供電系統(tǒng)啟動(dòng)方法。

背景技術(shù)

在海上風(fēng)電快速發(fā)展的同時(shí)，風(fēng)電場建設(shè)過程中的一些問題也逐漸暴露出來，風(fēng)電場的建設(shè)與陸上接入系統(tǒng)線路建設(shè)不同步就是其中一個(gè)重要問題。海上風(fēng)電場的建成時(shí)間往往會(huì)受到新能源發(fā)電政策的影響，而陸上交流電網(wǎng)的建設(shè)則主要由所在地區(qū)的電網(wǎng)公司主導(dǎo)，容易出現(xiàn)風(fēng)電場及送出海纜都已經(jīng)建成后配套的接入系統(tǒng)線路還沒有建成的情況。在這種情況下，海上風(fēng)電場將在一段時(shí)間內(nèi)無法并網(wǎng)運(yùn)行，而在這段時(shí)間內(nèi)為了保證風(fēng)電機(jī)組設(shè)備所處的環(huán)境條件，需要維持海上風(fēng)電場運(yùn)維系統(tǒng)的持續(xù)可靠運(yùn)行。因此，在海上風(fēng)電場離網(wǎng)運(yùn)行期間運(yùn)維系統(tǒng)的供電就成為了一個(gè)亟需解決的問題。

已有方案考慮通過柴油發(fā)電機(jī)或儲(chǔ)能設(shè)備來為離網(wǎng)運(yùn)行期間海上風(fēng)電場的運(yùn)維自供電系統(tǒng)提供電源，實(shí)際上，隨著海上風(fēng)電場規(guī)模的不斷增大，海上風(fēng)電場運(yùn)維自供電系統(tǒng)的總功率需求也在同步增長，且需要連續(xù)運(yùn)行很長的時(shí)間周期，采用柴油發(fā)電機(jī)或儲(chǔ)能設(shè)備作為主要供電電源既不經(jīng)濟(jì)，也會(huì)存在建設(shè)用地不足等否決性制約條件。

隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，目前，風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的靈活性已經(jīng)顯著提高。在海上風(fēng)電場離網(wǎng)運(yùn)行期間，通過采用風(fēng)機(jī)構(gòu)網(wǎng)型控制策略，利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組作為主要的運(yùn)維自供電系統(tǒng)電源，同時(shí)配合小容量儲(chǔ)能設(shè)備作為風(fēng)電機(jī)組的啟動(dòng)電源是一種更為經(jīng)濟(jì)且可行的解決方案。在該系統(tǒng)中，最大的難題就是通過儲(chǔ)能設(shè)備與風(fēng)機(jī)機(jī)側(cè)換流器、網(wǎng)側(cè)換流器的協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在離網(wǎng)條件下的順利啟動(dòng)，因此，亟需提出一種基于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的海上風(fēng)電場運(yùn)維自供電系統(tǒng)啟動(dòng)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有基于柴油發(fā)電機(jī)或儲(chǔ)能系統(tǒng)作為風(fēng)電場離網(wǎng)運(yùn)行期間運(yùn)維系統(tǒng)主電源成本過高的問題，提供一種基于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的海上風(fēng)電場運(yùn)維自供電系統(tǒng)啟動(dòng)方法，僅需要在一臺(tái)風(fēng)電機(jī)組安裝容量很小的儲(chǔ)能設(shè)備，就能夠?qū)崿F(xiàn)海上風(fēng)電場在離網(wǎng)條件下的順利啟動(dòng)，且在啟動(dòng)后可以通過風(fēng)機(jī)作為運(yùn)維系統(tǒng)主電源，可以顯著降低工程建設(shè)成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本方法采取如下技術(shù)方案：

一種基于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的海上風(fēng)電場運(yùn)維自供電系統(tǒng)啟動(dòng)方法，其特征在于所述基于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的海上風(fēng)電場運(yùn)維自供電系統(tǒng)包括：儲(chǔ)能電池、雙向DC/DC變換器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、風(fēng)機(jī)機(jī)側(cè)換流器、風(fēng)機(jī)直流母線、風(fēng)機(jī)網(wǎng)側(cè)換流器、風(fēng)機(jī)升壓變壓器、風(fēng)機(jī)斷路器、海上交流母線、海上升壓站、風(fēng)電場送出海纜、陸上集控中心斷路器；所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)經(jīng)過風(fēng)機(jī)機(jī)側(cè)換流器，直流母線和網(wǎng)側(cè)換流器接入海上交流電網(wǎng)，再通過風(fēng)機(jī)升壓變壓器升壓至海上交流母線的電壓等級，經(jīng)過風(fēng)機(jī)斷路器接入海上交流母線，多個(gè)海上風(fēng)電機(jī)組在海上交流母線匯集后，通過海上升壓站升壓至陸上交流母線的電壓等級，再通過海上風(fēng)電送出海纜及陸上集控中心斷路器與陸上交流電網(wǎng)相連；在風(fēng)電場離網(wǎng)運(yùn)行期間，陸上集控中心斷路器處于斷開狀態(tài)，海上風(fēng)電場與陸上交流電網(wǎng)未連接；

所述基于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的海上風(fēng)電場運(yùn)維自供電系統(tǒng)在風(fēng)電場離網(wǎng)運(yùn)行期間，選取一臺(tái)風(fēng)機(jī)作為風(fēng)電場運(yùn)維自用電源并網(wǎng)發(fā)電，其余風(fēng)機(jī)換流器閉鎖，僅運(yùn)維自用電系統(tǒng)工作；只有作為風(fēng)電場運(yùn)維自用電源的風(fēng)機(jī)需要安裝儲(chǔ)能電池和雙向DC/DC變換器，其余風(fēng)機(jī)與常規(guī)風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)相同；

所述基于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)的海上風(fēng)電場運(yùn)維自供電系統(tǒng)啟動(dòng)方法的特征在于：

系統(tǒng)啟動(dòng)過程開始，首先啟動(dòng)儲(chǔ)能電池和雙向DC/DC變換器，通過雙向DC/DC變換器的控制策略，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)直流母線電壓至額定值；