一种海上风电场500kV送出系统的制作方法

文档序号:26145586发布日期:2021-08-03 14:31阅读:77来源:国知局
一种海上风电场500kV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500kv送出系统。



背景技术:

海上风电场一般建设在距离海岸线10km及其以外的海域,其所发电能需要敷设海缆输送,当海上风电场总体规模较大时还需要建设一个或多个海上升压站集中配送电能,加之海上风电场的建设和维护需要使用昂贵的专业设备,所以海上风电场的建设成本一般比相同容量的陆上风电场高出2~3倍。

为尽量减少海上风电场的建设投资,海上升压站的数量、位置,海缆的截面和集电系统的拓扑结构的选择至关重要。有专家提出,总容量为400mw的海上风电场所发的电能可经220kv海上升压站,通过2回3×500mm2127/220kv的海底光电复合电缆登陆,最终以一回220kv送出线路接入电网,还有专家对两个容量为300mw的海上风电场联合送出方案进行了探讨,即设两个220kv海上升压站和一个陆上集控中心,其中一个海上升压站通过1回3×1000mm2海缆接至另一个海上升压站gis,汇流后再通过2回3×1000mm2海缆一并送出至陆上集控中心。现有的接线方式大多针对海上风电场220kv送出方案采用桥形接线、单母线接线、两组变压器线变组接线等,保护配置较为复杂,运行灵活性、可靠性、经济性不高。而目前对于海上风电场500kv送出方案的接线方式和大规模海上风电场的500kv送出方案的研究仍有所欠缺。因此,如何设计一种海上风电场500kv送出系统,满足系统运行灵活性、可靠性和经济性需求,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500kv送出系统,能够满足系统运行灵活性、可靠性和经济性需求。

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500kv送出系统,包括海上风电场、海上升压站、交流升压站、汇集母线;所述海上风电场包括若干个海上风电机组,所述交流升压站包括第一升压变压器和第二升压变压器;所述汇集母线采用双母线3/2接线或双母线分段接线;

每一所述海上风电机组产生的电能输送到所述海上升压站,经所述海上升压站升压至220kv后通过第一海缆汇集到所述汇集母线,所述汇集母线汇集的220kv电能分别输送到所述第一升压变压器和所述第二升压变压器,经所述第一升压变压器和所述第二升压变压器升压至500kv后送出。

进一步地,所述海上风电场500kv送出系统,还包括输电母线、陆上开关站;

经所述第一升压变压器和所述第二升压变压器升压后的500kv电能通过第二海缆汇集到所述输电母线,所述输电母线汇集的500kv电能接入所述陆上开关站。

进一步地,所述海上风电场由4组容量分别为400mw、600mw、500mw、500mw的海上风电机组组成;其中,每一所述海上风电机组由若干个35kv海上风机组成。

进一步地,所述每一所述海上风电机组产生的电能输送到所述海上升压站,经所述海上升压站升压至220kv后通过第一海缆汇集到所述汇集母线,具体为:

所述容量为400mw的海上风电机组产生的电能输送到所述海上升压站,经所述海上升压站升压至220kv后通过2回3×500mm2/220kv海缆汇集到所述汇集母线;

所述容量为500mw的海上风电机组产生的电能输送到所述海上升压站,经所述海上升压站升压至220kv后通过2回3×800mm2/220kv海缆汇集到所述汇集母线;

所述容量为600mw的海上风电机组产生的电能输送到所述海上升压站,经所述海上升压站升压至220kv后通过2回3×1000mm2/220kv海缆汇集到所述汇集母线。

进一步地,所述第一升压变压器和所述第二升压变压器均为500/220kv升压变压器。

进一步地,所述汇集母线包括第一汇集母线和第二汇集母线;其中,所述第一汇集母线和所述第二汇集母线均为220kv母线。

进一步地,在所述汇集母线采用双母线3/2接线时,所述第二海缆为3×(1×800mm2)/500kv海缆。

进一步地,在所述汇集母线采用双母线分段接线时,所述第二海缆为3×(1×1600mm2)/500kv海缆。

进一步地,所述第二海缆的长度为70km。

进一步地,所述输电母线包括第一输电母线和第二输电母线;其中,所述第一输电母线和所述第二输电母线均为500kv母线。

相比于现有技术,本发明的实施例,具有如下有益效果:

通过将每一海上风电机组连接至海上升压站,利用海上升压站将每一海上风电机组产生的电能升压至220kv,将海上升压站通过第一海缆连接至汇集母线,使汇集母线汇集升压后的220kv电能,将汇集母线分别连接至第一升压变压器和第二升压变压器,利用第一升压变压器和第二升压变压器将汇集的220kv电能升压至500kv后送出,实现500kv电能送出。相比于现有技术,本发明的实施例通过将汇集母线的接线方式改为双母线3/2接线或双母线分段接线来设计海上风电场500kv送出系统,能够满足系统运行灵活性、可靠性和经济性需求。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的一种海上风电场500kv送出系统的结构示意图;

图2为本发明第二实施例中的第一套海上风电场500kv送出系统的结构示意图;

图3为本发明第二实施例中的第二套海上风电场500kv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500kv送出系统,包括海上风电场、海上升压站、交流升压站、汇集母线;海上风电场包括若干个海上风电机组,交流升压站包括第一升压变压器和第二升压变压器;汇集母线采用双母线3/2接线或双母线分段接线;每一海上风电机组产生的电能输送到海上升压站,经海上升压站升压至220kv后通过第一海缆汇集到汇集母线,汇集母线汇集的220kv电能分别输送到第一升压变压器和第二升压变压器,经第一升压变压器和第二升压变压器升压至500kv后送出。

作为示例性地,将每一海上风电机组连接至海上升压站,利用海上升压站将每一海上风电机组产生的电能升压至220kv,将海上升压站通过第一海缆连接至汇集母线,使汇集母线汇集升压后的220kv电能,将汇集母线分别连接至第一升压变压器和第二升压变压器,利用第一升压变压器和第二升压变压器将汇集的220kv电能升压至500kv后送出,实现500kv电能送出。

其中,汇集母线可采用双母线3/2接线或双母线分段接线的接线方式,当汇集母线采用双母线3/2接线的接线方式时,即两组汇集母线之间通过多条由三组(每组三相)断路器和隔离开关形成的支路连接,每条支路上的每两组断路器之间通过隔离开关连接;当汇集母线采用双母线分段的接线方式时,即分段的两组汇集母线之间通过断路器连接,每回第一海缆也通过断路器和隔离开关接入两组汇集母线。

采用双母线3/2接线的接线方式,系统在正常运行时,全部断路器和隔离开关均投入工作,任一组汇集母线停运及任一组断路器检修均不引起任何支路停电,具有很高的可靠性,且较大程度缩减了断路器的使用数量,具有较好的经济性。采用双母线分段接线的接线方式具有较高的供电可靠性和灵活性,两组汇集母线之间形成备用关系,当一组汇集母线故障或检修停运时,不影响另一组汇集母线供电和工作。

本实施例通过改变汇集母线的接线方式设计海上风电场500kv送出系统,能够满足系统运行灵活性、可靠性和经济性需求。

在优选的实施例当中,海上风电场500kv送出系统,还包括输电母线、陆上开关站;经第一升压变压器和第二升压变压器升压后的500kv电能通过第二海缆汇集到输电母线,输电母线汇集的500kv电能接入陆上开关站。

作为示例性地,将第一升压变压器和第二升压变压器分别通过一回第二海缆连接至输电母线,使经第一升压变压器和第二升压变压器升压后的500kv电能通过第二海缆汇集到输电母线,将输电母线接入陆上开关站,使输电母线汇集的500kv电能接入陆上开关站,实现500kv电能登陆。

基于第一实施例的第二实施例:

第二实施例针对35kv海上风机设计了两套海上风电场500kv送出系统。

在本实施例中,海上风电场由4组容量分别为400mw、600mw、500mw、500mw的海上风电机组组成;其中,每一海上风电机组由若干个35kv海上风机组成。

如图2所示,作为示例性地,对于第一套海上风电场500kv送出系统,海上风电场4组容量分别为400mw、600mw、500mw、500mw的海上风电机组中的35kv海上风机分别接入海上升压站,再通过8回220kv海缆、采用双母线3/2接线的汇集母线接入500/220kv交流升压站,最后通过两回500kv海缆登陆。

如图3所示,作为示例性地,对于第二套海上风电场500kv送出系统,海上风电场4组容量分别为400mw、600mw、500mw、500mw的海上风电机组中的35kv海上风机分别接入海上升压站,再通过8回220kv海缆、采用双母线分段接线的汇集母线接入500/220kv交流升压站,最后通过两回500kv海缆登陆。

在本实施例中,所述每一海上风电机组产生的电能输送到海上升压站,经海上升压站升压至220kv后通过第一海缆汇集到汇集母线,具体为:容量为400mw的海上风电机组产生的电能输送到海上升压站,经海上升压站升压至220kv后通过2回3×500mm2/220kv海缆汇集到汇集母线;容量为500mw的海上风电机组产生的电能输送到海上升压站,经海上升压站升压至220kv后通过2回3×800mm2/220kv海缆汇集到汇集母线;容量为600mw的海上风电机组产生的电能输送到海上升压站,经海上升压站升压至220kv后通过2回3×1000mm2/220kv海缆汇集到汇集母线。

在本实施例中,第一升压变压器和第二升压变压器均为500/220kv升压变压器。

可以理解的是,400mw海上风电机组经2回3×500mm2/220kv海缆、汇集母线接入交流升压站,两组500mw海上风电机组经2回3×800mm2/220kv海缆、汇集母线接入交流升压站,600mw海上风电机组经2回3×1000mm2/220kv海缆、汇集母线接入交流升压站,交流升压站采用两台容量为1000mva的500/220kv升压变压器。

在本实施例中,汇集母线包括第一汇集母线和第二汇集母线;其中,第一汇集母线和第二汇集母线均为220kv母线。

在本实施例中,在汇集母线采用双母线3/2接线时,第二海缆为3×(1×800mm2)/500kv海缆。

在本实施例中,在汇集母线采用双母线分段接线时,第二海缆为3×(1×1600mm2)/500kv海缆。

其中,第二海缆的长度为70km。

可以理解的是,220kv海缆与交流升压站的连接方式有两种:通过采用双母线3/2接线的汇集母线连接,以及通过采用双母线分段接线的汇集母线连接。如图2所示,双母线3/2接线方式结构是两组汇集母线之间通过多条由三组(每组三相)断路器和隔离开关形成的支路连接,每条支路上的每两组断路器之间通过隔离开关连接。如图3所示,双母线分段接线方式包括220kv母线ⅰ、220kv母线ⅱ两组母线,分段的两组汇集母线之间通过断路器连接,每回220kv海缆也通过断路器和隔离开关接入两组汇集母线。两回500kv海缆长度均为70km,当采用双母线3/2接线方式时,选用3×(1×800mm2)海缆,当采用双母线分段接线方式时,选用3×(1×1600mm2)海缆。

本实施例通过将海上风电场4组容量分别为400mw、600mw、500mw、500mw的海上风电机组中的35kv海上风机接入海上升压站,利用海上升压站将海上风电机组产生的电能从35kv升压至220kv,将海上升压站通过220kv海缆连接至采用双母线3/2接线或双母线分段接线的汇集母线,使汇集母线汇集升压后的220kv电能,将汇集母线连接至500/220kv交流升压站中的第一升压变压器和第二升压变压器,利用第一升压变压器和第二升压变压器将汇集的220kv电能升压至500kv,以通过两回500kv海缆登陆送出,实现一个海上升压站完成2000mw海上风电场的电力输送。

在优选的实施例中,输电母线包括第一输电母线和第二输电母线;其中,第一输电母线和第二输电母线均为500kv母线。

其中,第一输电母线和第二输电母线这两组输电母线之间通过断路器连接。

综上所述,本发明的实施例具有如下有益效果:

通过将每一海上风电机组连接至海上升压站,利用海上升压站将每一海上风电机组产生的电能升压至220kv,将海上升压站通过第一海缆连接至汇集母线,使汇集母线汇集升压后的220kv电能,将汇集母线分别连接至第一升压变压器和第二升压变压器,利用第一升压变压器和第二升压变压器将汇集的220kv电能升压至500kv后送出,实现500kv电能送出。本发明的实施例通过将汇集母线的接线方式改为双母线3/2接线或双母线分段接线来设计海上风电场500kv送出系统,能够满足系统运行灵活性、可靠性和经济性需求。

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。

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