【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海上风电，特别是涉及一种柔性直流海上换流站共用金属回线的输电系统。
技术介绍
1、随着我国海上风电的规模化发展，海上风电输电越来越重要，其投资占比也越来越大。柔性直流输电技术是近年发展的输电技术，具有系统稳定、交直流系统相互解耦、有功无功可独立控制、调节方式灵活、占地面积少等诸多优点，尤其适用于远距离、大容量的深远海上风电场的并网送电。目前我国已建设并投运了若干陆地柔性直流科技示范项目，但海上风电场柔性直流送出在国内尚在起步阶段。
2、目前，海上风力发电是一个新兴的产业，近几年发展迅速，但目前我国海上风电场离岸距离一般都在30km以内，所以目前我国海上风电的电能都是通过交流海缆输出。随着海上风电向更大规模、更远距离发展，一般情况下，当海上风电场离岸距离超过60km时，显然传统的交流输电方式已不经济，此时应考虑适用于大容量、远距离电能传输的直流输电的方式。随着传输距离需求越来越远、传输容量需求越来越大，直流输电将在海上风电场的开发利用中起到重要作用采用直流输电的海上风电场，就需要建设柔性直流海上换流站，柔性直流海上换流站是将海上风电场的电能用交流线路汇集、然后转换成直流输出的装置。
3、现有专利文献（申请号：202310209366.9）公开了一种分布式海上直流输电系统，该分布式海上直流输电系统的换流站单元实质是一种对称单极系统。虽然，对称单极系统设备少，接线简单，海上平台尺寸、重量相对较小，且无需金属回线，工程建设投资和难度较低。目前国内外已投运的海上风电柔性直流输电工程，均采用对称单极接线
4、随着全球海上风电开发正由近海岸向远海岸推进，柔性直流输电系统在远海风电中应用越来越广泛。因为柔性直流输电系统具有运行方式灵活和具备无源运行能力的特点，所以柔性直流输电已成为远海风电并网的主流技术手段。由于远海传输距离较远，故障工况复杂，柔性直流输电的故障保护问题也是当前关注的重要焦点。在现有技术中，在柔性直流输电系统中，陆上交流电网与海上风电场之间的输电距离较远，当陆上交流电网或陆上换流站发生故障，且陆上换流站与柔性直流海上换流站之间的通信信号丢失或中断时，柔性直流海上换流站无法快速执行保护动作，故障长时间不能清除，会造成电气设备因长时间承受过大的故障应力而发生损坏。
5、此外，在现有技术中，每个对称双极柔性直流海上换流站和陆上换流站之间须要通过三种海缆（正极线海缆、负极线海缆、中性线海缆）相连，在多个对称双极柔性直流海上换流站同时布置时，海缆造价比较高。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种柔性直流海上换流站共用金属回线的输电系统，能够大幅度降低中性线海缆的总体成本，并且在直流侧发生单极故障时仍具备一半功率输送能力，尤其适合应用于远离陆地、不易检修的大容量远海风电送出场景。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种柔性直流海上换流站共用金属回线的输电系统，包括：
3、多个柔性直流海上换流站，每个柔性直流海上换流站采用对称双极接线结构以在直流侧发生单极故障时仍具备一半功率输送能力，将其中一个柔性直流海上换流站作为中性线汇集站，将剩余的柔性直流海上换流站的中性线海缆汇集到所述中性线汇集站；
4、多个陆上换流站，所有陆上换流站和所有柔性直流海上换流站一一对应，每个陆上换流站和对应的柔性直流海上换流站之间分别通过正极线海缆和负极线海缆相连；
5、有且仅有一条总金属回线，总金属回线的长度与所述中性线汇集站的离岸距离相适配，总金属回线沿自身延伸方向的两个端点分别为汇集端和分散端，总金属回线的汇集端连接于所述中性线汇集站，总金属回线的分散端延伸至其中一个陆上换流站附近的海岸线处，总金属回线的分散端被划分成多条中性分支线，所有中性分支线与所有陆上换流站一一对应相连。
6、进一步的，所述柔性直流海上换流站的对称双极接线结构中的双极分别为极一和极二，所述柔性直流海上换流站包括四个阀厅单元和四个直流场单元，每个阀厅单元内设有换流阀组或换流阀阀塔，每个直流场单元内设有平波电抗器和ais配电装置，四个阀厅单元分别为极一的上桥臂阀厅、极二的上桥臂阀厅、极一的下桥臂阀厅以及极二的下桥臂阀厅，四个直流场单元分别为极一的极线直流场、极二的极线直流场、极一的中性线直流场以及极二的中性线直流场；所述柔性直流海上换流站还包括交流场、换流变单元以及站用变单元，交流场内设有交流gis配电装置，交流gis配电装置与海上风机相连，所述换流变单元的数量为四个。
7、进一步的，所述换流变单元通过直流gis配电装置与阀厅单元的换流阀组或换流阀阀塔相连，换流变单元网侧采用66kv交流gis配电装置与66kv海上风机相连。
8、进一步的，所述柔性直流海上换流站采用上下桥臂分层结构，极一的上桥臂阀厅、极二的上桥臂阀厅、极一的极线直流场以及极二的极线直流场均位于第一高度，极一的下桥臂阀厅、极二的下桥臂阀厅、极一的中性线直流场以及极二的中性线直流场均位于第二高度，第二高度大于第一高度，所述极一的上桥臂设于极一的上桥臂阀厅内，所述极二的上桥臂设于极二的上桥臂阀厅内，所述极一的下桥臂设于极一的下桥臂阀厅内，所述极二的下桥臂设于极二的下桥臂阀厅内；所述极一的中性线直流场顶部和极二的中性线直流场顶部均设有多个检修孔。
9、进一步的，所述柔性直流海上换流站具有七层结构，从下至上分别为第一层、第二层、第三层、第四层、第五层、第六层以及第七层；第一层设有海水提升设备间、次氯酸钠处理间以及第一辅助设备间；第二层设有消防泵房、柴油发电机室、400v站用电室、蓄电池室以及第二辅助设备间；第三层设有主控室、阀冷设备间以及第三辅助设备间；第四层设有电缆层单元以及gis设备室底部；第五层设有gis设备室中部、换流变单元以及站用变单元；第六层设有gis设备室顶部以及机动房间；第七层设有吊车、直升机平台以及设备间检修孔。
10、进一步的，所述极一的上桥臂阀厅、极二的上桥臂阀厅、极一的极线直流场以及极二的极线直流场占据第一层至第三层；所述换流阀组交流侧与交流侧电流测量装置连接，交流侧电流测量装置与交流侧进线套管连接，换流阀组直流侧与直流侧电流测量装置连接，直流侧电流测量装置与直流侧出线套管连接；所述换流变单元在连接直流gis配电装置之后从第三层顶部通过交流侧进线套管进入上桥臂阀厅，所述上桥臂的交流侧出线套管安装在上桥臂阀厅上侧；所述上桥臂的直流侧出线套管水平安装在上桥臂阀厅上侧，直流侧出线套管正下方设置直流侧避雷器；所述上桥臂阀厅的地面设有换流阀阀塔、直流侧电流测量装置、直流侧支柱绝缘子、直流侧接地开关、直流侧避雷器。
11、进一步的，所述换流阀阀塔为四重阀结构，三个所述换流阀阀塔构成每相桥臂；所述直流场单元中的桥臂电抗器通过穿墙套管与换流阀阀塔本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种柔性直流海上换流站共用金属回线的输电系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的柔性直流海上换流站共用金属回线的输电系统，其特征在于：所述极一的上桥臂阀厅（181）、极二的上桥臂阀厅（181）、极一的极线直流场（182）以及极二的极线直流场（182）占据第一层（11）至第三层（13）；换流阀组交流侧与交流侧电流测量装置连接，交流侧电流测量装置与交流侧进线套管连接，换流阀组直流侧与直流侧电流测量装置连接，直流侧电流测量装置与直流侧出线套管连接；所述换流变单元（152）在连接直流GIS配电装置之后从第三层（13）顶部通过交流侧进线套管进入上桥臂阀厅（181），所述上桥臂的交流侧出线套管安装在上桥臂阀厅（181）上侧；所述上桥臂的直流侧出线套管水平安装在上桥臂阀厅（181）上侧，直流侧出线套管正下方设置直流侧避雷器；所述上桥臂阀厅（181）的地面设有换流阀阀塔、直流侧电流测量装置、直流侧支柱绝缘子、直流侧接地开关、直流侧避雷器。
3.根据权利要求2所述的柔性直流海上换流站共用金属回线的输电系统，其特征在于：所述换流阀阀塔为四重阀结构，三个所述换流阀
4.根据权利要求1所述的柔性直流海上换流站共用金属回线的输电系统，其特征在于：所述极一的下桥臂阀厅（183）、极二的下桥臂阀厅（183）、极一的中性线直流场（184）以及极二的中性线直流场（184）占据第四层（14）至第六层（16）；换流阀组交流侧与交流侧电流测量装置连接，交流侧电流测量装置与交流侧进线套管连接，换流阀组直流侧与直流侧电流测量装置连接，直流侧电流测量装置与直流侧出线套管连接；所述换流变单元（152）在连接直流GIS配电装置之后通过交流侧进线套管进入下桥臂阀厅（183），所述下桥臂的交流侧出线套管安装在下桥臂阀厅（183）中部；下桥臂的直流侧出线套管水平安装在下桥臂阀厅（183）上侧，直流侧出线套管正下方设置直流侧避雷器；所述下桥臂阀厅（183）的地面设有换流阀阀塔、直流侧电流测量装置、直流侧支柱绝缘子、直流侧接地开关、直流侧避雷器。
5.根据权利要求4所述的柔性直流海上换流站共用金属回线的输电系统，其特征在于：所述下桥臂的电缆直接从GIS设备室并且经交流侧出线套管进入下桥臂阀厅（183）中部。
...【技术特征摘要】
1.一种柔性直流海上换流站共用金属回线的输电系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的柔性直流海上换流站共用金属回线的输电系统，其特征在于：所述极一的上桥臂阀厅（181）、极二的上桥臂阀厅（181）、极一的极线直流场（182）以及极二的极线直流场（182）占据第一层（11）至第三层（13）；换流阀组交流侧与交流侧电流测量装置连接，交流侧电流测量装置与交流侧进线套管连接，换流阀组直流侧与直流侧电流测量装置连接，直流侧电流测量装置与直流侧出线套管连接；所述换流变单元（152）在连接直流gis配电装置之后从第三层（13）顶部通过交流侧进线套管进入上桥臂阀厅（181），所述上桥臂的交流侧出线套管安装在上桥臂阀厅（181）上侧；所述上桥臂的直流侧出线套管水平安装在上桥臂阀厅（181）上侧，直流侧出线套管正下方设置直流侧避雷器；所述上桥臂阀厅（181）的地面设有换流阀阀塔、直流侧电流测量装置、直流侧支柱绝缘子、直流侧接地开关、直流侧避雷器。
3.根据权利要求2所述的柔性直流海上换流站共用金属回线的输电系统，其特征在于：所述换流阀阀塔为四重阀结构，三个所述换流阀阀塔构成每相桥臂；所述直流场单元中的桥臂电...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹传宇，王秋源，罗琴，石明，魏元朝，李明哲，刘佳，童帆，邹家勇，李远，刘愉，万明，杨濛濛，
申请(专利权)人：上海勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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