[发明专利]一种海上风电升压站与柔直换流阀组合建换流站及系统

说明书

本发明公开了一种海上风电升压站与柔直换流阀组合建换流站及系统，该合建换流站包括柔性直流变压器、柔性直流换流阀组以及阀组旁路开关；若干风电场的输出端汇集在汇流母线中；所述柔性直流变压器的一次侧用于连接至汇流母线中，二次侧和柔性直流换流阀组的输入端相连接，柔性直流换流阀组的输出端旁接有阀组旁路开关。本发明通过将集中的换流站分散式设计到升压站中，避免了大规模海上换流站运输、施工、运维的困难对海上风电送出电压等级、容量的限制，一个风电场对应一个合建换流站，风电场故障时，通过柔直换流阀输出零电压方式投入旁路开关，实现了故障侧的切除，不影响其他风电场送电，提高了海上风电场送电能力、送电可靠性与模块化、标准化。

技术领域

本发明涉及电技术领域，具体涉及一种海上风电升压站与柔直换流阀组合建换流站及海上风电直流送出系统。

背景技术

离岸超过70～100km海域的海上风电宜通过柔性直流输电送出。主流的海上风电送出示意图如图1所示，风电场机组经35kV海缆送至35kV海上升压站，海上升压站(一般2～4座)通过220kV交流海缆送至海上换流站，换流站内经过换流变、桥臂电抗、换流阀后，220kV交流电压变成直流电压(常为±250kV、±320kV、±400kV)送至陆上换流站。

以上技术路线有以下不足：

(1)换流站重量太大，施工建设难度大，造价高。如某1100MW、±400kV电压等级海上风电柔直送出工程，海上换流站重达2万吨。

(2)送出容量受限。一方面受限于海上换流站的重量，直流电压不能太高，一方面受限于海缆载流量，无法实现大规模海上风电送出，送出容量目前最大为1000MW。

(3)送端220/35kV弱电网谐振问题，可能导致整个柔直单元停运。

(4)可靠性低，一旦换流站发生故障，影响整个海上风电直流送出。

(5)用海面积较大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之一，提供种海上风电升压站与柔直换流阀组合建换流站及海上风电直流送出系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供了一种海上风电升压站与柔直换流阀组合建换流站，包括柔性直流变压器、柔性直流换流阀组以及阀组旁路开关；若干风电场的输出端汇集在汇流母线中；

所述柔性直流变压器的一次侧用于连接至汇流母线中，二次侧和柔性直流换流阀组的输入端相连接，柔性直流换流阀组的输出端旁接有阀组旁路开关。

进一步地，所述柔性直流换流阀组为不含直流接地极的伪双极模块化多电平换流阀组，功率单元为全桥子模块或者全桥子模块与半桥子模块按设定比例混合。

进一步地，所述的海上风电升压站与柔直换流阀组合建换流站还包括二个桥臂电抗；所述柔性直流换流阀组包括上桥臂和下桥臂，所述柔性直流变压器的二次侧连接至两桥臂电抗的输入端，一桥臂电抗的输出端和上桥臂的输入端相连接，另一桥臂电抗的输出端和下桥臂的输入端相连接。

进一步地，所述的海上风电升压站与柔直换流阀组合建换流站还包括启动回路，所述启动回路连接在汇流母线和柔性直流变压器的一次侧之间。

进一步地，所述柔性直流变压器的一次侧绕组为35kV，二次侧绕组根据直流电压等级综合选取。

进一步地，所述启动回路包括开关QF以及并接在QF开关两端的电阻R。

第二方面，本发明实施例还提供了一种海上风电升压站与柔直换流阀组合建直流输电系统，包括包括送端、直流海缆和受端；