一种基于二极管整流单元的海上风电送出系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于二极管整流单元的海上风电送出系统，包括海上风电场、海上平台、逆变器、直流海缆和陆上电网；海上风电场通过交流母线与所述海上平台连接；海上平台包括整流站和柴油发电机；整流站连接交流母线；整流站包括二极管整流单元，二极管整流单元通过直流海缆与逆变站连接；逆变站与所述陆上电网连接；海上风电机场包括若干个风机串；风机采用构网型控制模式；柴油发电机与各风机串以及距离所述海上平台最近的风机连接。相比于现有技术，采用了二极管整流单元并结合构网型控制风机，具有更小的功率损耗、更低的经济成本和更高的可靠性，并且通用性强，适用于多种不同拓扑结构的海上风电送出系统。扑结构的海上风电送出系统。扑结构的海上风电送出系统。

【技术实现步骤摘要】
一种基于二极管整流单元的海上风电送出系统


[0001]本专利技术涉及电力系统输配电
，尤其涉及一种基于二极管整流单元的海上风电送出系统。

技术介绍

[0002]目前，主流的海上风电送出系统包括两种：一种是海上风电高压交流送出系统；另一种是基于模块化多平变换器的海上风电高压直流送出系统。前者的投资成本低、技术成熟度高，但是交流海缆的传输距离受电容效应的限制。而后者需要建设大型海上换流站平台，建设难度和投资成本较高。海上风电高压交流送出系统和高压直流送出系统均采用跟网型风机。
[0003]近年来，低沉本的换流器日益受到关注。其中，二极管整流单元在海上风电并网系统中的应用逐渐成为了研究热点。相比于基于晶闸管的电网换相换流器，二极管整流单元具有更小的功率损耗、更小的投资费用和更高的可靠性。由于二极管整流单元不能为海上风电场提供交流电压支撑，因此风机需要运行于构网型模式，支撑海上交流系统的交流电压幅值和频率。
[0004]而黑启动是指电网的一部分在不依赖外部电源支持的情况下，从完全关停状态恢复到运行状态的过程。现有技术在黑启动时依赖模块化多电平变换器先建立海上系统电压，并结合常规的跟网型控制风机，这种启动方式的功率损耗大，可靠性低。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种基于二极管整流单元的海上风电送出系统，以解决如何提高黑启动过程的可靠性技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种基于二极管整流单元的海上风电送出系统，包括海上风电场、海上平台、逆变器、直流海缆和陆上电网；其中，
[0007]所述海上风电场通过交流母线与所述海上平台连接；所述海上平台包括整流站和柴油发电机；所述整流站连接所述交流母线；所述整流站包括二极管整流单元，所述二极管整流单元通过直流海缆与逆变站连接；所述逆变站与所述陆上电网连接；
[0008]所述海上风电机场包括若干个风机串；每一风机串由若干台风机串联而成，且所述风机采用构网型控制模式；所述柴油发电机与各风机串连接；所述柴油发电机还与距离所述海上平台最近的风机连接。
[0009]作为优选方案，所述逆变站包括模块化多电平换流器和第一换流变压器；
[0010]所述二极管整流单元通过所述直流海缆与逆变站连接，具体为：
[0011]所述二极管整流单元通过所述直流海缆与所述模块化多电平换流器连接；
[0012]所述逆变站与所述陆上电网连接，具体为：
[0013]所述模块化多电平换流器与所述第一换流变压器连接；所述第一换流变压器与所述陆上电网连接。
[0014]作为优选方案，所述整流站还包括第二换流变压器；
[0015]所述整流站连接所述交流母线，具体为：
[0016]所述整流站通过所述第二换流变压器连接所述交流母线。
[0017]作为优选方案，所述海上风电送出系统还包括第一断路器；
[0018]所述柴油发电机与所述风机连接，具体为：
[0019]所述柴油发电机通过所述第一断路器与距离所述海上平台最近的风机连接。
[0020]作为优选方案，所述海上风电送出系统还包括第二断路器；
[0021]与所述海上平台最近的风机串通过所述第二断路器与所述交流母线连接。
[0022]作为优选方案，所述海上风电送出系统的黑启动过程包括：
[0023]所述陆上电网用于向所述模块化多电平换流器充电，以使所述高压直流海缆的直流电压为额定值；
[0024]所述柴油发电机用于向所述距离所述海上平台最近的风机充电；
[0025]按照与所述海上平台之间的距离，从近至远依次启动各风机串；其中，在每个风机串在启动时，按照风机串中各风机与所述海上平台之间的距离，从近至远依次启动各风机。
[0026]作为优选方案，所述风机的启动过程包括：
[0027]依次启动风机的机械部分、风力发电机的转子、机侧换流器和网侧换流器。
[0028]相比于现有技术，本专利技术实施例具有如下有益效果：
[0029]本专利技术实施例提供了一种基于二极管整流单元的海上风电送出系统，包括海上风电场、海上平台、逆变器、直流海缆和陆上电网；其中，所述海上风电场通过交流母线与所述海上平台连接；所述海上平台包括整流站和柴油发电机；所述整流站连接所述交流母线；所述整流站包括二极管整流单元，所述二极管整流单元通过直流海缆与逆变站连接；所述逆变站与所述陆上电网连接；所述海上风电机场包括若干个风机串；每一风机串由若干台风机串联而成，且所述风机采用构网型控制模式；所述柴油发电机与各风机串连接；所述柴油发电机还与距离所述海上平台最近的风机连接。相比于现有技术，海上整流站采用了二极管整流单元并结合构网型控制风机，与采用模块化多电平变换器的整流站相比具有更小的功率损耗、更低的经济成本和更高的可靠性，并且通用性强，适用于多种不同拓扑结构的海上风电送出系统。
附图说明
[0030]图1：为本专利技术基于二极管整流单元提供的海上风电送出系统的一种实施例的结构示意图。
[0031]图2：为本专利技术基于二极管整流单元提供的海上风电送出系统的黑启动方法一种实施例的流程示意图。
[0032]图3：为本专利技术实施例提供的某海上风电送出系统风机串#1黑启动过程中有功功率和无功功率的示意图。
[0033]图4：为本专利技术实施例提供的某海上风电送出系统风机串#1黑启动过程中直流电压的示意图。
[0034]图5：为本专利技术实施例提供的某海上风电送出系统风机串#1黑启动过程中直流电流的示意图。
[0035]图6：为本专利技术实施例提供的某海上风电送出系统风机串#2至#5黑启动过程中有功功率和无功功率的示意图。
[0036]图7：为本专利技术实施例提供的某海上风电送出系统风机串#2至#5黑启动过程中直流电压的示意图。
[0037]图8：为本专利技术实施例提供的某海上风电送出系统风机串#2至#5黑启动过程中直流电流的示意图。
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]实施例一:
[0040]请参照图1，图1为本专利技术实施例提供的一种基于二极管整流单元的海上风电送出系统，包括海上风电场、海上平台、逆变器、高压直流海缆和陆上电网；其中，
[0041]所述海上风电场通过交流母线与所述海上平台连接；所述海上平台包括整流站和柴油发电机；所述整流站连接所述交流母线；所述整流站包括二极管整流单元，所述二极管整流单元通过高压直流海缆与逆变站连接；所述逆变站与所述陆上电网连接；
[0042]所述海上风电机场包括若干个风机串；每一风机串由若干台风机串联而成，且所述风机采用构网型控制模式。所述柴油发电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二极管整流单元的海上风电送出系统，其特征在于，包括海上风电场、海上平台、逆变器、直流海缆和陆上电网；其中，所述海上风电场通过交流母线与所述海上平台连接；所述海上平台包括整流站和柴油发电机；所述整流站连接所述交流母线；所述整流站包括二极管整流单元，所述二极管整流单元通过直流海缆与逆变站连接；所述逆变站与所述陆上电网连接；所述海上风电机场包括若干个风机串；每一风机串由若干台风机串联而成，且所述风机采用构网型控制模式；所述柴油发电机与各风机串连接；所述柴油发电机还与距离所述海上平台最近的风机连接。2.如权利要求1所述的一种基于二极管整流单元的海上风电送出系统，其特征在于，所述海上平台还包括若干组交流滤波器；所述若干组交流滤波器均与所述交流母线连接；每台风机均包括风力发电机、机侧换流器、网侧换流器和升压变压器。3.如权利要求2所述的一种基于二极管整流单元的海上风电送出系统，其特征在于，所述逆变站包括模块化多电平换流器和第一换流变压器；所述二极管整流单元通过所述直流海缆与逆变站连接，具体为：所述二极管整流单元通过所述直流海缆与所述模块化多电平换流器连接；所述逆变站与所述陆上电网连接，具体为：所述模块化多电平换流器与所述第一换流变压器连接；所述第一换流变压器与所述陆上电网连接。4.如权利要求3所述的一种基于二极...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆秋瑜，杨银国，谢平平，李力，刘洋，闫斌杰，朱誉，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：