一种单级直流升压式风电并网系统的制作方法

本发明涉及一种单级直流升压式风电并网系统，属于直流输电。

背景技术：

1、随着近海风电资源大规模开发，为获取更多的风能资源，海上风电项目逐渐向深远海推进。对于近海小容量的风电场一般采用交流汇集交流输送技术方案，但是这种技术方案中海底电缆对地电容会导致无功电流占用电缆的电流输送能力，同时会导致交流过电压问题，这些问题随着风电场逐渐向深远海推进而变得更加突出。为了解决上述问题，目前世界主流的深远海风电场并网技术方案为交流汇集直流输送，但是这种技术方案也存在海上换流器造价高重量大、海上存在庞大笨重的工频变压器、海上平台建造困难、功率变换环节多等缺点。

2、由于交流汇集直流输送技术方案存在以上问题。风电场直流汇集直流输送技术方案越来越收到人们的关注。目前主流的考虑有三种技术方案：第一种，直流风机直接串联升压方案，该方案无需直流升压站，但风电机组对地存在较高的直流电压偏置，绝缘要求高，大大提高了单个风机的成本，且串联风机间的耦合特性也使得风电场的运行控制非常复杂，另一方面，由于这是一个串联系统，当系统的任一处发生故障，整个系统均无法正常工作，这大大降低了系统的可靠性；第二种，低压直流风机并联汇集两级直流升压方案，该方案先将若干风机输出的低压直流经过中压直流升压站变换为中压直流，再将若干中压直流升压站输出的中压直流经过高压直流升压站变换为高压直流，再通过高压直流电缆将电能输送至陆上换流站，最后通过陆上换流站并入陆上交流电网，该方案需要在海上建立多个中压直流升压站和高压直流升压站，使得建设成本极大增加，此外该方案电压变换环节多，损耗大；第三种，低压直流风机并联汇集单级直流升压方案，该方案将低压直流风机输出的低压直流直接接入高压直流升压站的低压侧，经过高压直流升压站变换为高压直流，再通过高压直流电缆将电能输送至陆上换流站，最后通过陆上换流站并入陆上交流电网，该方案中的高压直流升压站的升压比大，且低压侧电流大，导致设计难度大，工程可行性低。

3、因此如何实现深远海风电的经济并网成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种单级直流升压式风电并网系统，解决现有技术中升压站数量多、损耗高、设计难度高等问题。

2、为实现以上目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、本发明提供了一种单级直流升压式风电并网系统，包括风电场、高压直流升压站、高压直流换流站、若干中压直流电缆、若干高压直流电缆；风电场包括至少1台中压直流风机，中压直流风机通过中压直流电缆连至高压直流升压站，中压直流风机包括中压直流输出端口，高压直流升压站包括中压直流输入端口和高压直流输出端口，高压直流换流站包括高压直流输入端口和高压交流输出端口，若干中压直流电缆连接中压直流风机的中压直流输出端口、高压直流升压站的中压直流输入端口构成中压直流电网，若干高压直流电缆连接高压直流升压站的高压直流输出端口、高压直流换流站的高压直流输入端口构成高压直流点对点输电系统或高压直流电网，高压直流换流站的高压交流输出端口接入交流电网。

4、进一步的，所述中压直流电网中电流的电压不低于5kv。

5、进一步的，所述高压直流电网中电流的电压不低于100kv。

6、进一步的，所述中压直流风机分组或单独通过中压直流电缆接入高压直流升压站的中压直流输入端口。

7、进一步的，所述中压直流电网的结构为链式结构、放射式结构、环形结构中的一种结构或者几种结构的组合。

8、进一步的，所述高压直流电网的结构为链式结构、放射式结构、环形结构中的一种结构或者几种结构的组合。

9、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

10、本发明提供的一种单级直流升压式风电并网系统，将风电场中的中压直流风机通过中压直流电缆直接连接至高压直流升压站，进行升压，省去了若干中压直流升压站的设计，节省了投资，同时降低了多次流转的损耗；通过将中压直流风机输出的中压直流电流通过高压直流升压站进行升压，避免了过高升压比的直流升压站，降低设计难度，提高了工程的可行性。

技术特征：

1.一种单级直流升压式风电并网系统，其特征在于，包括风电场、高压直流升压站、高压直流换流站、若干中压直流电缆、若干高压直流电缆；风电场包括至少1台中压直流风机，中压直流风机通过中压直流电缆连至高压直流升压站，中压直流风机包括中压直流输出端口，高压直流升压站包括中压直流输入端口和高压直流输出端口，高压直流换流站包括高压直流输入端口和高压交流输出端口，若干中压直流电缆连接中压直流风机的中压直流输出端口、高压直流升压站的中压直流输入端口构成中压直流电网，若干高压直流电缆连接高压直流升压站的高压直流输出端口、高压直流换流站的高压直流输入端口构成高压直流点对点输电系统或高压直流电网，高压直流换流站的高压交流输出端口接入交流电网。

2.根据权利要求1所述的一种单级直流升压式风电并网系统，其特征在于，所述中压直流电网中电流的电压不低于5kv。

3.根据权利要求1所述的一种单级直流升压式风电并网系统，其特征在于，所述高压直流电网中电流的电压不低于100kv。

4.根据权利要求1所述的一种单级直流升压式风电并网系统，其特征在于，所述中压直流风机分组或单独通过中压直流电缆接入高压直流升压站的中压直流输入端口。

5.根据权利要求1所述的一种单级直流升压式风电并网系统，其特征在于，所述中压直流电网的结构为链式结构、放射式结构、环形结构中的一种结构或者几种结构的组合。

6.根据权利要求1所述的一种单级直流升压式风电并网系统，其特征在于，所述高压直流电网的结构为链式结构、放射式结构、环形结构中的一种结构或者几种结构的组合。

技术总结
本发明公开了一种单级直流升压式风电并网系统，属于直流输电技术领域，包括风电场、高压直流升压站、高压直流换流站、若干中压直流电缆、若干高压直流电缆；本发明通过将风电场中的中压直流风机通过中压直流电缆直接连接至高压直流升压站，进行升压，省去了若干中压直流升压站的设计，节省了投资，同时降低了多次流转的损耗；通过将中压直流风机输出的中压直流电流通过高压直流升压站进行升压，避免了过高升压比的直流升压站，降低设计难度，提高了工程的可行性。

技术研发人员：丁久东,王哲,陈福锋,郭晓,韩春江,康建爽,王玉婷
受保护的技术使用者：南京国电南自电网自动化有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12