[发明专利]一种双联接变压器海上风电直流送出系统及控制方法

权利要求书

1.一种双联接变压器海上风电直流送出系统，其特征在于，包括：N个风电场升压站、交流开关场站、两台联接变压器和直流系统，N为大于1的整数；

所述N个风电场升压站用于将海上风电机组的输出电压升高到更高等级电压并送出，N个风电场升压站相互独立，并分别与交流开关场站连接，所述交流开关场站的开关为断路器；

所述交流开关场站包括第一组连接母线和第二组连接母线，并通过交流开关场站断路器形成合环；

所述两台联接变压器包括第一联接变压器和第二联接变压器，分别连接交流开关场站，且并联连接后接入直流系统；

还包括电流、电压采集模块，用于采集每个风电场升压站以及每台联接变压器的电流、电压信号；

还包括交流开关场站控制模块，用于控制交流开关场站断路器的开断或闭合，以控制相应的风电场升压站断开或连接到交流开关场站；

所述交流开关场站控制模块按照如下控制交流开关场站断路器的开断或闭合：

根据所述采集的电流、电压信号计算每个风电场升压站的送出功率PF1、PF2、……PF(N-1)、PFN以及两台联接变压器的有功功率和无功功率；

当一台联接变压器因故障退出运行时，计算另一台联接变压器盈余的有功功率△P，△P =（P-PLim）；其中P为联接变压器的有功功率，根据海上风电机组送出的功率大小进行调节，PLim为当联接变压器的无功功率Q为上限值QLimH时、联接变压器的有功功率的下限值，联接变压器的功率容量S为恒定值，S=P+jQ；

比较△P与各风电场升压站的送出功率，以确定要断开的风电场升压站，并断开对应的交流开关场站断路器。

2.根据权利要求1所述的双联接变压器海上风电直流送出系统，其特征在于，所述N个风电场升压站全投入送出功率小于所述两台联接变压器的额定功率容量。

3.根据权利要求1所述的双联接变压器海上风电直流送出系统，其特征在于，所述比较△P与各风电场升压站的送出功率，以确定要断开的风电场升压站，并断开对应的交流开关场站断路器包括：

当△P≤0时，不断开任何风电场升压站，海上风电直流送出系统正常运行；

当0＜△P≤PFx，x∈[1,N]，即△P 大于0、小于等于任一个风电场升压站的送出功率，断开min { PFx} ，即断开送出功率最小的风电场升压站对应的交流开关场站断路器；

当△P至少大于一个风电场升压站的送出功率，至少小于等于另一个风电场升压站的送出功率时，断开比△P大的且功率最接近△P的风电场升压站对应的交流开关场站断路器；

当△P＞PFx时，x∈[1,N]，即△P 大于任一个风电场升压站的送出功率，则选出最大的几个风电场升压站的送出功率相加，直到得到相加的功率和大于△P为止，断开这几个风电场升压站对应的交流开关场站断路器。

4.根据权利要求1-3任一项所述的双联接变压器海上风电直流送出系统，其特征在于，N=6，所述交流开关场站为4串3/2接线的交流开关场站，第一组风电场升压站为3个，分别接第1、第2串交流开关场站，第一联接变压器连接第2串交流开关场站间隔；第二组风电场升压站为3个，分别接第3、第4串交流开关场站，第二联接变压器连接第3串交流开关场站间隔。

5.一种双联接变压器海上风电直流送出系统的控制方法，用于控制如权利要求1-4任一项所述的双联接变压器海上风电直流送出系统，其特征在于，包括如下步骤：

采集每个风电场升压站以及每台联接变压器的电流、电压信号，并计算所述风电场升压站的送出功率以及联接变压器的有功功率和无功功率；

实时监控是否有联接变压器因故障退出运行，如果否，每个风电场升压站稳定运行；如果是，进入下一步；

计算另一台正常运行的联接变压器盈余的有功功率△P，△P =（P-PLim）；其中P为联接变压器的有功功率，根据海上风电机组送出的功率大小进行调节，PLim为当联接变压器的无功功率Q为上限值QLimH时、联接变压器的有功功率的下限值，联接变压器的功率容量S为恒定值，S=P+jQ；

比较△P与各风电场升压站的送出功率，以确定要断开的风电场升压站，并断开对应的交流开关场站断路器。

6.根据权利要求5所述的双联接变压器海上风电直流送出系统的控制方法，其特征在于，所述比较△P与各风电场升压站的送出功率，以确定要断开的风电场升压站，并断开对应的交流开关场站断路器包括：

当△P≤0时，不断开任何风电场升压站，海上风电直流送出系统正常运行；

当0＜△P≤PFx，x∈[1,N]，即△P 大于0、小于等于任一个风电场升压站的送出功率，断开min { PFx} ，即断开送出功率最小的风电场升压站对应的交流开关场站断路器；

当△P至少大于一个风电场升压站的送出功率，至少小于等于另一个风电场升压站的送出功率时，断开比△P大的且功率最接近△P的风电场升压站对应的交流开关场站断路器；

当△P＞PFx时，x∈[1,N]，即△P 大于任一个风电场升压站的送出功率，则选出最大的k个风电场升压站的送出功率相加，直到得到相加的功率和大于△P为止，断开这k个风电场升压站对应的交流开关场站断路器，k≤N。