一种海上风电场超高压送出系统的制作方法

本发明涉及新能源及电力工程技术领域，尤其涉及一种海上风电场超高压送出系统。

背景技术：

近年来，随着能源需求的不断增大，海上风电受到了广泛应用。为了合理有效地开发风能，通常采用集中安装风电机组的方式建设万兆瓦或者更高装机容量的风电场。随着陆上风电场的不断扩大建设，陆上风电场的经济效益受到风资源分布、土地面积和高涡轮机的疲劳载荷等因素的影响，难以得到进一步发展，使得海上风电场成为风场建设的主要对象。而目前建设的海上风电场的容量和送出电压等级均较低，大多为300～400mw、220kv等，难以满足海上风电场的发展需求。因此，如何解决大容量海上风电场超高压送出问题，成为了当前急需解决的一大难题。

技术实现要素：

本发明提供一种海上风电场超高压送出系统，能够解决大容量海上风电场超高压送出问题，实现系统的可靠性和经济性。

为了解决上述技术问题，本发明一实施例提供一种海上风电场超高压送出系统，包括若干个海上风机、汇集母线、第一主变压器、第二主变压器、高压主母线、高压母线；所述汇集母线采用单母线分段接线；

所述第一主变压器的一个低压侧与第一段所述汇集母线连接，所述第一主变压器的另一个低压侧与第二段所述汇集母线连接，所述第二主变压器的一个低压侧与第三段所述汇集母线连接，所述第二主变压器的另一个低压侧与第四段所述汇集母线连接，所述汇集母线与若干个所述海上风机连接；

所述第一主变压器和所述第二主变压器的高压侧均与所述高压主母线连接，所述高压主母线通过海缆与所述高压母线连接。

进一步地，所述海上风电场超高压送出系统，还包括第一高压电抗器、第二高压电抗器；

所述第一高压电抗器设置在所述高压主母线的出线处，所述第二高压电抗器设置在所述高压母线的进线处。

进一步地，所述第一主变压器和所述第二主变压器均采用星形接线，所述第一主变压器和所述第二主变压器的两个低压侧均通过电阻接地。

进一步地，所述第一主变压器和所述第二主变压器均采用星形接线，具体为：

所述第一主变压器和所述第二主变压器的高压侧均采用星形接线，所述第一主变压器和所述第二主变压器的两个低压侧均采用星形接线。

进一步地，所述海上风机为66kv风机。

进一步地，所述汇集母线为66kv母线。

进一步地，所述第一主变压器和所述第二主变压器均为500/66kv主变压器。

进一步地，所述高压主母线和所述高压母线均为500kv母线。

进一步地，所述海缆为500kv海缆。

进一步地，所述第一高压电抗器和所述第二高压电抗器均为500kv高压电抗器。

相比于现有技术，本发明的实施例，具有如下有益效果：

通过将第一主变压器的一个低压侧与第一段汇集母线连接，将第一主变压器的另一个低压侧与第二段汇集母线连接，将第二主变压器的一个低压侧与第三段汇集母线连接，将第二主变压器的另一个低压侧与第四段汇集母线连接，将汇集母线与若干个海上风机连接，分别将第一主变压器和第二主变压器的高压侧与高压主母线连接，将高压主母线通过海缆与高压母线连接，完成建立海上风电场超高压送出系统。相比于现有技术，本发明的实施例通过将海上风电场的若干个海上风机产生的电能经汇集母线输送给海上升压站的第一主变压器和第二主变压器，在第一主变压器和第二主变压器对汇集的电能进行升压后经高压主母线和高压母线将得到的超高压送出，解决了大容量海上风电场超高压送出问题，实现系统的可靠性和经济性，有利于满足海上风电场的发展需求。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的一种海上风电场超高压送出系统的结构示意图；

图2为本发明第二实施例中的一种海上风电场超高压送出系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例：

如图1所示，第一实施例提供一种海上风电场超高压送出系统，包括若干个海上风机、汇集母线、第一主变压器、第二主变压器、高压主母线、高压母线；汇集母线采用单母线分段接线；第一主变压器的一个低压侧与第一段汇集母线连接，第一主变压器的另一个低压侧与第二段汇集母线连接，第二主变压器的一个低压侧与第三段汇集母线连接，第二主变压器的另一个低压侧与第四段汇集母线连接，汇集母线与若干个海上风机连接；第一主变压器和第二主变压器的高压侧均与高压主母线连接，高压主母线通过海缆与高压母线连接。

需要说明的是，海上风电场超高压送出系统是高压交流送出系统。

在实际应用中，结合集电需求设计集电线路的拓扑方案，根据海上风电场的若干个海上风机设置多个风机回路，各个风机回路考虑功率分配平衡，将每一风机回路通过风机馈线柜对应接入分段的汇集母线，各个海上风机连接汇集母线的风机连接电缆并不交叉重叠，将分段的汇集母线对应连接至海上升压站的第一主变压器或第二主变压器的低压侧，分别将第一主变压器和第二主变压器的高压侧连接至高压主母线，将高压主母线经一回海缆连接至高压母线，完成建立海上风电场超高压送出系统。

基于海上风电场超高压送出系统，海上风电场的若干个海上风机产生的电能经汇集母线汇集后输送给海上升压站的第一主变压器和第二主变压器，利用第一主变压器和第二主变压器对汇集的电能进行升压得到超高压，第一主变压器和第二主变压器得到的超高压经高压主母线汇集后输送给高压母线，经高压母线将超高压送出。

在优选的实施例当中，海上风电场超高压送出系统，还包括第一高压电抗器、第二高压电抗器；第一高压电抗器设置在高压主母线的出线处，第二高压电抗器设置在高压母线的进线处。

本实施例通过在高压主母线的出线处增设第一高压电抗器，在高压母线的进线处增设第二高压电抗器，即分别在海缆的两端设置第一高压电抗器和第二高压电抗器，能够有效地抑制和吸收高次谐波，限制合闸涌流及操作过电压，保护电容器组，改善系统的电压波形，提高电网功率因数。

在优选的实施例当中，第一主变压器和第二主变压器均采用星形接线，第一主变压器和第二主变压器的两个低压侧均通过电阻接地。

其中，第一主变压器和第二主变压器均采用星形接线，具体为：第一主变压器和第二主变压器的高压侧均采用星形接线，第一主变压器和第二主变压器的两个低压侧均采用星形接线。

对于35kv等不同电压等级的集电系统，现有的主变压器通常采用星-三角形接线，由于低压侧采用三角形接线，需要额外通过接地变压器引出中性点，增加了系统的建设成本和维护成本。

本实施例通过改变第一主变压器和第二主变压器的接线方式，使第一主变压器和第二主变压器的高压侧均采用星形接线，第一主变压器和第二主变压器的两个低压侧均采用星形接线，第一主变压器和第二主变压器的两个低压侧均通过电阻接地，能够避免额外接入接地变压器，降低了海上风电场超高压送出系统的建设和维护成本，实现系统的可靠性、安全性和经济性。

基于第一实施例的第二实施例：

如图2所示，第二实施例针对66kv集电系统的1000mw海上风电场设计了一个海上风电场500kv送出系统。

在本实施例当中，海上风机为66kv风机。

在本实施例中，汇集母线为66kv母线。

本实施例通过采用66kv风机作为海上风机，采用66kv母线作为汇集母线，能够利用66kv母线将海上风电场的若干个66kv风机产生的电能汇集后输送至海上升压站的第一主变压器和第二主变压器。

在本实施例中，第一主变压器和第二主变压器均为500/66kv主变压器。

本实施例通过采用500/66kv主变压器作为第一主变压器和第二主变压器，能够利用500/66kv主变压器将汇集的电能升压至500kv，以便送出500kv。

在本实施例中，高压主母线和高压母线均为500kv母线。

在本实施例中，海缆为500kv海缆。

本实施例通过采用500kv母线作为高压主母线和高压母线，采用500kv海缆作为连接高压主母线和高压母线的海缆，能够依次通过500kv主母线、500kv海缆、500kv母线的线路送出500kv。

在本实施例中，第一高压电抗器和第二高压电抗器均为500kv高压电抗器。

本实施例通过采用500kv高压电抗器作为第一高压电抗器和第二高压电抗器，将两个500kv高压电抗器分别设置在高压主母线的出线处和高压母线的进线处，即海缆的两端，能够有效地抑制和吸收高次谐波，限制合闸涌流及操作过电压，保护电容器组，改善系统的电压波形，提高电网功率因数。

作为示例性地，66kv集电系统的海上风电场容量为1000mw，海上风电场的若干个66kv风机通过风机馈线柜对应接入4段66kv母线，4段66kv母线通过66kv海缆连接至海上升压站的2组主变压器，即每段66kv母线连接至第一主变压器或第二主变压器的低压侧，第一主变压器的高压侧绕组采用星形接线，低压侧双分裂绕组也采用星形接线，容量为520mw，两个低压侧经电阻接地，同样地，第二主变压器的高压侧绕组采用星形接线，低压侧双分裂绕组也采用星形接线，容量为520mw，两个低压侧经电阻接地，接地电阻可选用40.4ω，2组主变压器的高压侧均连接至500kv主母线，即高压主母线，500kv主母线通过500kv海缆连接至500kv母线，即高压母线，500kv海缆选用3×(1×1400mm²)，在500kv主母线的出线处和500kv母线的进线处均可设置500kv高压电抗器，即第一高压电抗器和第二高压电抗器。

基于海上风电场500kv送出系统，海上风电场的若干个66kv风机产生的电能经66kv母线汇集后输送给海上升压站的2组主变压器，利用2组主变压器将汇集的电能升压至500kv，2组主变压器得到的500kv经500kv主母线汇集后经一回500kv海缆输送给陆上的500kv母线，经500kv母线送出500kv。

综上所述，本发明的实施例具有如下有益效果：

通过将第一主变压器的一个低压侧与第一段汇集母线连接，将第一主变压器的另一个低压侧与第二段汇集母线连接，将第二主变压器的一个低压侧与第三段汇集母线连接，将第二主变压器的另一个低压侧与第四段汇集母线连接，将汇集母线与若干个海上风机连接，分别将第一主变压器和第二主变压器的高压侧与高压主母线连接，将高压主母线通过海缆与高压母线连接，完成建立海上风电场超高压送出系统。本发明的实施例通过将海上风电场的若干个海上风机产生的电能经汇集母线输送给海上升压站的第一主变压器和第二主变压器，在第一主变压器和第二主变压器对汇集的电能进行升压后经高压主母线和高压母线将得到的超高压送出，解决了大容量海上风电场超高压送出问题，实现系统的可靠性和经济性，有利于满足海上风电场的发展需求。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。