[发明专利]输电系统

说明书

技术领域

本发明涉及输电系统，并且特别地涉及分布式、模块化且成本有效的输电系统，其可以与例如诸如风力涡轮的能量产生设备一起使用。

背景技术

通过使用风力涡轮来驱动发电机的转子将风能转换成电能，这是可能的。多个风力涡轮可采用群而连接在一起来形成风电场。

存在由于环境问题和关注而将风电场定位在离岸的不断增长的趋势。在该情形下，由风力涡轮产生的电力必须传输到岸并且这典型地使用海底电缆来实现。这样的海底电缆可以利用高压直流（HVDC）输电系统。

在具有图1中示出的类型的常规点到点输电系统中，风力涡轮群102连接到离岸集电器平台104和104’。每个集电器平台104和104’包括母线106、106’，其连接到独立离岸转换器平台110的母线108。集电器平台的母线106、106’与转换器平台110的母线108之间的连接凭借中压（MV）或高压（HV）ac布线112以及在离岸集电器平台上提供的升压变压器114、114’。

离岸转换器平台110包括AC/DC转换器116，其具有凭借转换器变压器118而连接到母线108的ac端以及连接到第一和第二ac传输线120a、120b（实现为HV dc布线）的上游末端的dc端。第一和第二dc传输线120a、120b的下游末端凭借DC/DC转换器126而连接到岸上转换器站124的母线122。特别地，DC/DC转换器126的dc端连接到第一和第二dc传输线120a、120b并且DC/DC转换器的ac端凭借转换器变压器128而连接到母线122。母线122然后连接到公用事业电网。

发明内容

本发明提供输电系统，其包括分布在区域内的两个或以上的转换器平台的串联，每个转换器平台包括：（i）携带对转换器平台的ac电压并且能连接到一个或多个设备的母线，（ii）连接到该母线的一个或多个转换器变压器，以及（iii）一个或多个转换器模块的串联，每个转换器模块具有（a）连接到转换器变压器中的相应一个的ac端，和（b）第一和第二dc端；

其中对于串联中的第一转换器平台，串联中的第一转换器模块的第一dc端连接到第一dc传输线；

其中对于除串联中的最后的转换器平台之外的每个转换器平台，串联中最后的转换器模块的第二dc端凭借dc连接线而连接到串联中的下一个转换器平台的串联中的第一转换器模块的第一dc端；并且

其中对于串联中最后的转换器平台，串联中最后的转换器模块的第二dc端连接到第二dc传输线。

在实践中，输电系统可以具有n个转换器平台（其中n≥2）并且关于整体系统设计和传输要求而选择。在它大部分的基本布置中，输电系统可以包括第一转换器平台和第二转换器平台（即，n=2）。该第一转换器平台将是串联中的第一转换器平台并且该第二转换器平台将是串联中最后的转换器平台。

每个转换器平台可以包括连接到母线的单个转换器变压器以及单个转换器模块，其使它的ac端连接到该转换器变压器。该单个转换器模块将是串联中第一和最后的转换器模块。备选地，每个转换器平台可以包括两个或以上的转换器变压器以及两个或以上的转换器模块的串联。这些转换器模块优选地通过每个转换器模块（除串联中最后的转换器模块之外）的第二dc端连接在一起，该第二dc端连接到串联中的下一个转换器模块的第一dc端。例如，如果在特定转换器平台上提供三个转换器模块，则串联中的第一转换器模块的第一dc端根据情况连接到第一dc传输线或dc连接线，第一转换器模块的第二dc端连接到第二转换器模块的第一dc端，并且第二转换器模块的第二dc端连接到第三转换器模块的第一dc端。将容易地意识到，如果转换器平台是串联中的第一转换器平台，则第一转换器模块的第一dc端将连接到第一dc传输线。然而，如果转换器平台是中间转换器平台，则连接将是dc连接线。第三转换器模块（其是串联中最后的转换器模块）的第二dc端根据情况连接到第二dc传输线或dc连接线。将容易地意识到，如果转换器平台是串联中最后的转换器平台，则连接将是第二dc传输线。然而，如果转换器平台是中间转换器平台，则连接将是dc连接线。串联中的相邻转换器平台因此通过dc连接线而连接在一起。