一种海上风电输电系统技术方案

本申请提供一种海上风电输电系统，包括：风力发电机塔筒，设置在海中；风力发电机主机，设置在风力发电机塔筒上；风力发电机升压变压器，与风力发电机主机电连接；第一交流线路，电连于风力发电机塔筒上；集电平台，通过第一交流线路与风力发电机升压变压器电连接；第二交流线路，电连于集电平台；陆上变压器，通过第二交流线路与集电平台电连接，其中，第一交流线路和/或第二交流线路全部或部分采用三相交流架空线。根据本申请的技术方案，通过采用三相交流架空线方式，避免了因海底电缆带来的电容电流问题，从而省去了海上和陆地两端的无功补偿设备。集电平台与风机一体化设计，最大限度利用风机设施，既节省了海上平台投资，对环境更友好。

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电输电系统
本申请涉及电力系统输电
，具体涉及一种海上风电输电系统。
技术介绍
当前海上风电场的电能主要通过两种输电方式送往内陆，一种是高压交流海底电缆输电，另一种是柔性直流输电。后者主要应用于远海风电场，而前者主要应用于近海风电场。高压交流海底电缆输电具备技术成熟和经济性好的优势，但由于电缆线路的分布电容远远大于架空线路，所产生的电容电流会明显降低电缆传输能力，并且随着输电距离的增加，其输电能力迅速下降，专利技术人在实现本专利技术的过程中，考虑到应用高压交流海底电缆输电需要采用庞大的无功补偿设备来弥补，对于寸土寸金的海上平台来说，无功补偿设备会显著增加海上平台的建造成本。
技术实现思路
本申请提供了一种海上风电输电系统，能够充分利用已有的风机设施，以架空线为传输介质，在提升输电能力的同时最大限度降低工程设备与施工造价。本申请的输电系统的特征和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。根据本申请的一方面，提出一种海上风电输电系统，包括：风力发电机塔筒，设置在海中；风力发电机主机，设置在所述风力发电机塔筒上；风力发电机升压变压器，与所述风力发电机主机电连接；第一交流线路，电连于所述风力发电机塔筒上；集电平台，通过第一交流线路与风力发电机升压变压器电连接；第二交流线路，电连于所述集电平台；陆上变压器，通过所述第二交流线路与所述集电平台电连接，其中，第一交流线路和/或第二交流线路全部或部分采用三相交流架空线。根据一些实施例，所述集电平台包括集电母线和集电升压变压器。根据一些实施例，所述集电平台独立建设在海上。根据一些实施例，在所述集电平台与所述风力发电机升压变压器之间，设置至少一个第一交流架空线杆塔，用于搭载所述第一交流线路。根据一些实施例，在所述集电平台与所述陆上变压器之间，设置至少一个第二交流架空线杆塔，用于搭载所述第二交流线路。根据一些实施例，所述集电平台位于所述风力发电机塔筒上。根据一些实施例，所述第一交流线路包含海底交流电缆。根据一些实施例，所述第二交流线路包含海底交流电缆。根据一些实施例，所述的海上风电输电系统还包括：集电平台，所述风力发电机升压变压器通过所述子集电平台经所述第一交流线路连接到所述集电平台。根据一些实施例，所述第一交流线路安装于风力发电机塔筒上。根据一些实施例，通过采用架空线的方式，避免了因海底电缆带来的电容电流问题，从而省去了海上和陆地两端的无功补偿设备。根据本申请的实施例，通过采用三相交流架空线方式，避免了因海底电缆带来的电容电流问题，从而省去了海上和陆地两端的无功补偿设备。集电平台与风机一体化设计，最大限度利用风机设施，既节省了海上平台投资，对环境也更友好。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。图1示出根据一示例性实施例的一种典型现有的海上风电高压交流海底电缆输电系统结构图。图2示出根据一示例性实施例的一种海上风电输电系统示意图。图3示出根据另一示例性实施例的一种海上风电输电系统示意图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置或等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。图1示出根据一示例性实施例的一种典型的海上风电高压交流海底电缆输电系统结构图。如图1所示，根据实施例，分布式海上风力发电机(风机)经第一升压变101和海底电缆102接入海上平台106上的集电系统母线103，再经过第二升压变105和远距离海底电缆107输送到陆地，在陆地上经变压器108升压或降压后接入交流电网。在海上平台上和陆地上均配置无功补偿设备104a和104b，用以补偿海底电缆中的无功电流。一般地，第一升压变101安装于风机塔筒中，海上平台106单独安装于海中，上面布置有集电系统母线103，第二升压变105和无功补偿设备104a。根据实施例，远距离海底电缆102和107从绝缘组成看，主要有充油绝缘海缆和挤出塑料绝缘海缆，充油海缆，维护成本高，对环境不友好；挤出塑料绝缘海缆具有轻型、环境相对友好、易生产和维护简单的优点。从负荷类型看，分为直流海缆和交流海缆，直流海缆特点是损耗小，易于实现长距离输电，但直流海缆对应的直流换流站等配套建设费用高昂；交流海缆损耗大，但相对于直流海缆运维技术成熟，配套建设费用小。根据实施例，无功补偿设备104a和104b，针对电网的无功平衡，在变电站进行集中补偿，无功补偿装置104a和104b包括并联电容器、同步调相机、静止补偿器等，主要目的是平衡电网的无功功率，改善电网的功率因数，提高系统终端变电所的母线电压，补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。这些补偿装置一般集中接在变电站10kV母线上，缺点是这种补偿方式对10kV配电网的降损不起作用。根据实施例，线路无功补偿即通过在线路杆塔上安装电容器实现无功补偿且线路补偿点不宜过多；控制方式应从简，一般不采用分组投切控制；补偿容量也不宜过大，避免出现过补偿现象。线路补偿方式主要提供线路和公用变压器需要的无功，适用于功率因数低、负荷重的长线路。缺点是存在适应能力差，重载情况下补偿不足等问题。图2示出根据一示例性实施例的一种海上风电输电系统示意图。如图2所示，根据实施例，本申请的分布式风力发电机由风力发电机主机201和风力发电机塔筒202以及风力发电机升压变压器203构成，风力发电机主机201位于风力发电机塔筒202之上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海上风电输电系统，其特征在于，包括：/n风力发电机塔筒，设置在海中；/n风力发电机主机，设置在所述风力发电机塔筒上；/n风力发电机升压变压器，与所述风力发电机主机电连接；/n第一交流线路，电连于所述风力发电机塔筒上；/n集电平台，通过第一交流线路与风力发电机升压变压器电连接；/n第二交流线路，电连于所述集电平台；/n陆上变压器，通过所述第二交流线路与所述集电平台电连接，/n其中，第一交流线路和/或第二交流线路全部或部分采用三相交流架空线。/n

【技术特征摘要】
1.一种海上风电输电系统，其特征在于，包括：
风力发电机塔筒，设置在海中；
风力发电机主机，设置在所述风力发电机塔筒上；
风力发电机升压变压器，与所述风力发电机主机电连接；
第一交流线路，电连于所述风力发电机塔筒上；
集电平台，通过第一交流线路与风力发电机升压变压器电连接；
第二交流线路，电连于所述集电平台；
陆上变压器，通过所述第二交流线路与所述集电平台电连接，
其中，第一交流线路和/或第二交流线路全部或部分采用三相交流架空线。


2.根据权利要求1所述的海上风电输电系统，其特征在于，所述集电平台包括集电母线和集电升压变压器。


3.根据权利要求1所述的海上风电输电系统，其特征在于，所述集电平台独立建设在海上。


4.根据权利要求1所述的海上风电输电系统，其特征在于，在所述集电平台与所述风力发电机升压变压器之间，设置至少一个第一交流架...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹长江，邵震霞，于海波，张晓波，张宝顺，董云龙，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32