[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

说明书

一种双联接变压器海上风电直流送出系统及控制方法，所述系统包括多个风电场升压站，分组接入交流开关场站，然后通过两台并联连接的联接变压器相连，最后接入直流系统。当联接变压器中任一台出现故障而退出运行时，快速计算另一台联接变压器的盈余功率，并通过盈余功率与风电场升压站的送出功率相比较以确定断开的风电场升压站，控制海上风电场，避免大面积海上风电场脱网，从而提高海上风电场直流送出的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及海上风电技术领域，具体涉及一种双联接变压器海上风电直流送出系统及控制方法。

背景技术

根据全球风能协会GWEC最新数据，截至2018年底，全球海上风电累计装机容量达2310万千瓦，其中中国海上风电累计装机容量444.5万千瓦。我国海上风电也正处于从近海到远海、从小容量风电场到大规模风电基地的跨越性发展阶段。海上风电采用柔直流送出方式在欧洲特别是德国已经得到了广泛应用，我国柔性直流输电技术起步较晚，但发展较快，为了提高海上风电系统安全稳定性，防止大面积风电场脱网运行等停电事故，针对海上换流站采用双联接变压器并联的拓扑结构和协调控制方法在国内仍是空白，本发明提出了海上换流站采用双联接变压器并联方式接入直流系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种双联接变压器海上风电直流送出系统及控制方法。海上换流站采用双联接变压器并联方式接入直流系统，直流控制保护系统(PCP)与安全稳定控制装置(SSC)配合，在单联接变压器故障退出时，对海上风电场进行控制，避免大面积海上风电场脱网运行，将损失降至最小。本发明所提出的系统和方法能够避免单台联接变压器故障退出时，避免大面积海上风电场脱网，从而提高海上风电场直流送出的稳定性和可靠性。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种双联接变压器海上风电直流送出系统，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，并分别与海上换流站交流开关场站连接；

所述交流开关场站分为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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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；

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与风电场升压站的送出功率，以确定断开的风电场升压站，并断开对应的交流开关场站断路器。

进一步的，所述比较△P与风电场升压站的送出功率，以确定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；