【技术实现步骤摘要】
一种海上风电场黑启动和直流送出系统及控制方法
[0001]本申请涉及柔性直流输电
,尤其涉及一种海上风电场黑启动和直流送出系统及控制方法。
技术介绍
[0002]随着大规模海上风电场快速发展,并向深远海开发风能资源,离岸距离增加后通常采用交流输电或低频输电,目前已建成的深远海风电场大都采用柔性直流输电系统送出,需建立海上换流站和陆上换流站,换流站为模块化多电平变流器(MMC),风能经海上换流站MMC和海缆传输至岸上换流站。启动时岸上换流站经直流侧对海上MMC直流侧充电,海上MMC换流站解锁后建立海上风电场交流母线电压,实现风电场的黑启和风能的直流送出。
[0003]然而,上述远海风电送出方案中需建立较大规模海上平台,主要由于海上站的MMC变流器等设备总量较大,控制保护装置种类较多占地面积相对较大。对此文献“基于电流源换流器的混合型海上风电直流输电系统”提出采用混合换流阀实现海上风能的送出和风电场黑启动。海上换流站由二极管阀和可控换流阀串联组成,依靠可控换流阀部分启动风电场。但海上换流站设备总量和体积等仍然较大。
技术实现思路
[0004]本申请提供了一种海上风电场黑启动和直流送出系统及控制方法,用于减小海上平台总量和体积的需求,降低工程建设成本。
[0005]有鉴于此,本申请第一方面提供了一种海上风电场黑启动和直流送出系统,所述系统包括:海上风电场、海上二极管阀、黑启动模块、直流海缆以及岸上MMC阀,其中,所述海上二极管阀为多脉波二极管整流桥结构;
[0006]所述海上风 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种海上风电场黑启动和直流送出系统,其特征在于,包括:海上风电场、海上二极管阀、黑启动模块、直流海缆以及岸上MMC阀,其中,所述海上二极管阀为多脉波二极管整流桥结构;所述海上风电场的所有风电机组的交流输出端与所述海上二极管阀的交流母线并联;所述海上二极管阀中的第一二极管阀的正极直流母线与所述黑启动模块中的单相变压器原变绕组串联后连接至所述直流海缆的正极,第二二极管阀的负极与所述直流海缆的负极直接连接,所述第一二极管阀和所述第二二极管阀直流侧串联;所述黑启动模块,用于检测元件输出信号,以及为风电机组的黑启动提供能量;所述岸上MMC阀根据所述输出信号为所述黑启动模块供电,从而控制风电场的黑启动和停运过程。2.根据权利要求1所述的海上风电场黑启动和直流送出系统,其特征在于,所述海上风电场,包括:若干台常规风电机组和至少2台具备构网控制功能的构网风电机组;其中,所述构网风电机组的风、机变流器的直流电容正负极分别与所述黑启动模块的直流侧的正负极直流输出端相连。3.根据权利要求2所述的海上风电场黑启动和直流送出系统,其特征在于,所述黑启动模块,包括:单相隔离变压器、二极管整流桥、第二旁路开关、以及直流电压和电流检测元件;所述单相隔离变压器的原边绕组串联在所述海上二极管阀的正极母线和直流海缆正极中间,副边绕组接入所述二极管整流桥交流侧;所述二极管整流桥的直流正负极母线与风电场中的所述构网风电机组的直流电容并联,为风电机组的黑启动提供能量;所述旁路开关与所述单相隔离变压器并联;所述二极管整流桥的直流侧安装直流电压和直流电流检测元件,检测元件输出信号发送至岸上MMC阀控制器,所述二极管整流桥的直流侧并联小容量储能装置,用于操作所述海上换流阀的第一旁路开关。4.根据权利要求1所述的海上风电场黑启动和直流送出系统,其特征在于,所述多脉波二极管整流桥结构,包括:第一二极管阀、第二二极管阀、正极阀旁路开关、负极阀旁路开关;其中,所述第一二极管阀的正极与正极直流海缆一端连接,所述第二二极管阀的负极与负极直流海缆的一端连接,所述第一二极管阀和所述第二二极管阀分别与所述正极阀旁路开关和所述负极阀旁路开关并联。5.根据权利要求1所述的海上风电场黑启动和直流送出系统,其特征在于,所述岸上MMC阀:采用全
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半桥混合拓扑的MMC阀或全桥MMC阀,直流侧输出0直流电压叠加小幅值交流电压,用于海上风电场的所述黑启动模块供电,完成风电场的黑启动和停运过程。6.一种海上风电场黑启动和直流送出系统的控制方法,其特征在于,应用于权利要求1
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5中任意一种所述的海上风电场黑启动和直流送出系统;方法包括:系统启动前,控制海上二极管阀的正、负极阀旁路开关处于常闭状态,使得交流电网对岸上MMC阀进行直流侧短接充电,直至岸上MMC阀中的全
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技术研发人员:吴宏远,裴星宇,王国强,陈建福,唐捷,陈勇,李建标,杨锐雄,程旭,邹国惠,李振聪,张帆,刘尧,顾温国,魏焱,刘振国,曹彦朝,翁海清,余琼,
申请(专利权)人:广东电网有限责任公司珠海供电局,
类型:发明
国别省市:
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