[发明专利]一种多端海上直流风电场系统故障保护区设置方法

说明书

本发明提出一种多端海上直流风电场系统故障保护区设置方法，并提出各保护区的保护对象和保护措施，包括：根据所述多端海上直流风电场系统的架构，将所述多端海上直流风电场系统设置为六个保护区：为风电场保护区、第一升压保护区、第二升压保护区、直流保护区、换流站保护区、交流系统保护区。所述多端海上直流风电场系统故障保护区设置方法将一个覆盖面积庞大的多端海上直流风电场系统设置为不同保护区并进行保护，提高了所述多端海上直流风电场系统的故障保护效果，便于对所述多端海上直流风电场系统进行故障保护方案配置。

技术领域

本发明属于电力技术领域，特别涉及一种多端海上直流风电场系统故障保护区设置方法。

背景技术

随着能源互联网、清洁能源等政策的提出，我国已经注重高效、清洁的电力能源的研究开发工作，其中风力发电技术已较为成熟，但人们研究对象主要集中在陆上风电。随着风电容量的不断增加，陆上风电受到许多限制，海上风电得以开发和研究。海上风电与陆上风电相比，风力资源更丰富，风速、风向更稳定，发电利用小时高，且不占用土地资源，更适宜大规模开发。

海上风电场接入大电网的方案主要包括交流接入方案和直流接入方案。其中交流接入方案受到充电电流的影响，常用于离岸距离较近、输送功率较小的风电场并网场合，而海上风电场离岸距离80km以上的场合更适合采用直流并网方案。在目前已有的直流并网方案中，基于电压源换流器(voltage sourced converter，VSC)的高压直流输电技术具有输电距离远、不需要额外配备滤波装置等优势，成为了离岸距离较远海上风电场并网时的首选方案。

随着海上风电场装机容量及输电距离的增加，高压直流输电技术在海上风电并网中的应用将越来越广泛，风电场能量汇集和输送都采用直流的全直流海上风电场系统代表了海上风电长远发展的趋势，但由于海上气候环境十分恶劣，在海上直流风电场系统运行的过程中，会容易出现不同类型的电气运行故障，从而对海上直流风电场系统的正常运行造成严重影响，进而影响用户正常用电，造成更大的经济损失。

发明内容

多端海上直流风电场系统是一个多电压等级、多设备类型、交直流混合的复杂系统，不同的保护对象应配置不同的保护，对多端海上直流风电场系统进行故障保护区设置是保护系统设计的基础，因此，本发明提供一种多端海上直流风电场系统故障保护区设置方法，以实现对多端海上直流风电场系统进行可靠保护，降低多端海上直流风电场系统的故障损失，以保证多端海上直流风电场系统的安全运行。

本发明提供的一种多端海上直流风电场系统故障保护区设置方法中，所述多端海上直流风电场系统包括风力发电单元、交直流变换器、直流变压器或/和由所述直流变压器构成的直流变压器组合、海上换流站、陆上换流站、陆上变压器、交流电网，

其中，

所述风力发电单元、交直流变换器、直流变压器或/和由所述直流变压器构成的直流变压器组合、海上换流站依次连接；

所述陆上换流站、陆上变压器、交流电网依次连接；

所述海上换流站为一所或多所，所述海上换流站为多所时，第一所海上换流站至最后一所海上换流站依次串联连接，且其中相邻的两所海上换流站间通过直流电缆经过两个直流断路器连接，所述第一所及最后一所海上换流站均通过直流电缆经过两个直流断路器连接至所述陆上换流站；所述海上换流站为一所时，所述海上换流站通过直流电缆经过两个直流断路器连接至所述陆上换流站，

所述故障保护区设置方法包括：

根据所述多端海上直流风电场系统的架构，将所述多端海上直流风电场系统设置为风电场保护区、第一升压保护区、第二升压保护区、直流保护区、换流站保护区、交流系统保护区，

其中，

所述风电场保护区包括相互连接的所述风力发电单元与对应的交直流变换器；