一种基于直流大母线的海上风电并网系统的制作方法

    技术2026-06-25  20


    本发明涉及一种基于直流大母线的海上风电并网系统,属于电力系统输配电。


    背景技术:

    1、随着新能源技术的不断发展,大规模区外风电将持续接入陆上交流电网。跨区大规模深远海风电的接入,使得交流电网发展边际效益下降。目前海上风电的并网方式均为点对点输电,一个海上风场(或场群)发出的电能经柔直海缆送出,再经陆上换流站逆变后后只是接入陆上的某个特定的变电站,但随着海上风电这种新能源规模的不断扩大,原有的交流主干网架的消纳能力受到限制。

    2、同时,传统交流输电网架的扩展主要基于大型常规电源构建,电源侧由于大规模新能源的快速发展建设,加之新能源发电的间歇性和不确定性,使得输电网在潮流、稳定、电压控制等方面出现新的困难和挑战。


    技术实现思路

    1、本发明为了解决现有技术中存在的问题,提供一种解决新能源大幅增长后的消纳问题的海上风电并网系统。

    2、为了达到上述目的,本发明提出的技术方案为:一种基于直流大母线的海上风电并网系统,包括若干海上风电直流送出系统、若干陆上直流馈入系统、直流大母线以及交流电网;

    3、所述海上风电直流送出系统包括依次连接的海上风电场、汇集网络、海上换流站以及直流海缆;所述海上风电场用于发出电能,所述汇集网络用于汇集海上风电场发出的电能,所述海上换流站用于将汇集的电能进行交直流变换,并将变换得到的直流电能从直流海缆送出;

    4、所述陆上直流馈入系统包括依次连接的馈入系统内变电站、交流线路、陆上换流站以及直流线路;所述馈入系统内变电站用于发出或接收交流电能,陆上换流站用于将接收到的电能进行交直流变换;

    5、所述直流海缆和直流线路均与直流大母线连接;馈入系统内变电站与交流电网连接。

    6、对上述技术方案的进一步设计为:当陆上换流站进行直流到交流的变换时,直流线路用于传输接收到的直流电能至陆上换流站,变换后的电能通过交流线路传输至变电站;当陆上换流站进行交流到直流的变换时,交流线路用于传输变电站发出的电能至陆上换流站,变换后的电能通过直流线路送出。

    7、各海上风电场经直流海缆送出的直流电能的电压等级相同,各陆上换流站直流线路侧电压等级相同。

    8、所述直流大母线设有若干个,每一直流大母线均与部分海上风电直流送出系统和部分陆上直流馈入系统连接。

    9、与同一直流大母线连接的海上风电场经直流海缆送出的直流电能的电压等级以及与该直流大母线连接的陆上换流站直流线路侧电压等级相同。

    10、所述并网系统还包括馈入系统外变电站,所述馈入系统外变电站与交流电网连接。

    11、所述海上换流站包括海上换流站联接变压器和海上换流站换流器;所述陆上换流站包括陆上换流站联接变压器和陆上换流站换流器。

    12、所述海上换流站换流器和陆上换流站换流器均含有至少一子换流器,所述子换流器采用电压源型换流器、电网换相换流器或者基于二极管整流单元的换流器。

    13、所述汇集网络包含多条汇集海缆和一组汇集母线,多条汇集海缆用于连接汇集母线和海上风电场,汇集母线与海上换流站连接。

    14、所述海上风电场为交流风电场或直流风电场。

    15、相比现有技术,本发明具有以下优点:

    16、本发明通过直流大母线连接海上风电直流送出系统和陆上直流馈入系统,实现直流电能互济,提高了海上风电并网系统与陆上交流主干电网的运行灵活性,为不同海域的海上风电接入方式提供新的解决方案,为陆上交直流混联电网的主干网架构建提供解决思路,实现了陆上分区电网之间的直流功率互济。

    17、直流大母线的构建可实现分区电网之间的部分或全部交流线路连接改为直流线路连接,解决新能源大幅增长后的消纳问题,减轻主网架负担;在送受端分区发生严重故障时可提供可靠的电力互济,提升分区电网的可靠性,对实现“双碳”目标、构建新型交直流混合电力系统具有重要意义。



    技术特征:

    1.一种基于直流大母线的海上风电并网系统,其特征在于:包括若干海上风电直流送出系统、若干陆上直流馈入系统、直流大母线以及交流电网;

    2.根据权利要求1所述基于直流大母线的海上风电并网系统,其特征在于:当陆上换流站进行直流到交流的变换时,直流线路用于传输接收到的直流电能至陆上换流站,变换后的电能通过交流线路传输至变电站;当陆上换流站进行交流到直流的变换时,交流线路用于传输变电站发出的电能至陆上换流站,变换后的电能通过直流线路送出。

    3.根据权利要求1所述基于直流大母线的海上风电并网系统,其特征在于:各海上风电场经直流海缆送出的直流电能的电压等级相同,各陆上换流站直流线路侧电压等级相同。

    4.根据权利要求1所述基于直流大母线的海上风电并网系统,其特征在于:所述直流大母线设有若干个,每一直流大母线均与部分海上风电直流送出系统和部分陆上直流馈入系统连接。

    5.根据权利要求4所述基于直流大母线的海上风电并网系统,其特征在于:与同一直流大母线连接的海上风电场经直流海缆送出的直流电能的电压等级以及与该直流大母线连接的陆上换流站直流线路侧电压等级相同。

    6.根据权利要求1所述基于直流大母线的海上风电并网系统,其特征在于:还包括馈入系统外变电站,所述馈入系统外变电站与交流电网连接。

    7.根据权利要求1所述基于直流大母线的海上风电并网系统,其特征在于:所述海上换流站包括海上换流站联接变压器和海上换流站换流器;所述陆上换流站包括陆上换流站联接变压器和陆上换流站换流器。

    8.根据权利要求7所述基于直流大母线的海上风电并网系统,其特征在于:所述海上换流站换流器和陆上换流站换流器均含有至少一子换流器,所述子换流器采用电压源型换流器、电网换相换流器或者基于二极管整流单元的换流器。

    9.根据权利要求1所述基于直流大母线的海上风电并网系统,其特征在于:所述汇集网络包含多条汇集海缆和一组汇集母线,多条汇集海缆用于连接汇集母线和海上风电场,汇集母线与海上换流站连接。

    10.根据权利要求1所述基于直流大母线的海上风电并网系统,其特征在于:所述海上风电场为交流风电场或直流风电场。


    技术总结
    本发明涉及基于直流大母线的海上风电并网系统,包括若干海上风电直流送出系统、若干陆上直流馈入系统、直流大母线以及交流电网;海上风电直流送出系统海上风电场用于发出电能,汇集网络用于汇集海上风电场发出的电能,海上换流站用于将汇集的电能进行交直流变换,并将变换得到的直流电能从直流海缆送出;陆上直流馈入系统的馈入系统内变电站用于发出或接收交流电能,陆上换流站用于将接收到的电能进行交直流变换,馈入系统内变电站连接流电网;直流海缆和陆上直流馈入系统的直流线路均与直流大母线连接;本发明通过直流大母线连接海上风电直流送出系统和陆上直流馈入系统,实现直流电能互济。

    技术研发人员:韩杏宁,王之伟,王旭,黄俊辉,汪惟源,许偲轩,蔡晖,张文嘉,窦飞,刘国静
    受保护的技术使用者:国网江苏省电力有限公司经济技术研究院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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