面向海上平台轻型化的跟网型中频远海风电场直流送出方案

海上风电具有广阔的发展前景,而可靠、高效的大规模远海风电并网系统是开发海上风电的关键技术.针对远海风电直流送出系统的海上平台轻型化问题,提出一种跟网型中频远海风电场直流送出方案.该方案采用跟网型风电机组,直流系统的整流侧和逆变侧都采用模块化多电平换流器(MMC).首先,从拓扑结构和控制系统2个方面对该跟网型中频方案进行了描述;接着,就海上风电场交流系统运行频率对风电场及其直流送出系统的影响进行了分析,包括对变压器、交流电缆和MMC等的影响.基于±320 kV/1000 MW海上风电直流送出系统,分析了100 Hz跟网型中频方案的技术经济性,包括关键电气设备的主回路参数、海上交流电缆造价、海上平台造价、风机造价、交流电缆损耗和整流站阀损耗、交流电缆输电能力.最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了跟网型中频方案的电磁暂态仿真模型,验证了该方案的有效性.     

用于海上风电并网的柔性直流系统接地方式研究

柔性直流输电技术凭借其为无源电网提供同步交流电源支撑的能力,正逐渐成为远距离海上风电并网的首选方案。主要针对柔性直流系统用于海上风电并网时的接地方式进行了深入的研究。首先对比分析了目前已有工程中的几种换流站接地方式,描述了几种接地方式的优缺点。然后介绍了柔性直流系统用于海上风电并网的拓扑结构和控制策略,选出了三种适用于该场景的换流站接地方式。最后针对国内某规划海上风电场,在电磁仿真软件PSCAD/EMTDC中搭建了±320 kV/1 100 MW柔性直流系统仿真模型。并基于该模型对柔性直流系统进行了故障扫描,研究对比了三种接地方式下系统的过电压特性,得出三种接地方式下的柔性直流系统均具有相似的过电压特性。该研究成果填补了相关研究领域的空白,可以为国内的海上风电并网工程提供参考依据。     

海上风电场滤波装置型式及参数研究

近几年,随着我国海上风电场的大规模开发,海上风电场带来的谐波污染等电能质量问题也日趋严峻.根据海上风电场的电气接线型式、产生的谐波特点,对比了多种滤波设备的优缺点,选择了适合海上风电的滤波设备.其次,探讨了滤波设备的接入位置,并初步给出串联单调谐滤波器的参数选择方法.     

海上交流升压变电站轻量化研究

海上变电站是整个交流海上风电场的核心,据不完全统计,至2020年中国已建成几十座海上变电站。随着碳中和时间节点的临近,属于绿色能源的海上风电必将被大力开发,因此建设与海上风电场相配套的海上变电站就尤为重要。对海上变电站进行轻量化设计既可大幅减少建造成本、缩短工期,还可降低对吊装船的吊装能力要求。首先,在满足海上风电场电能送出的要求下,尽量精简电气接线,以减少电气设备。其次,通过将舱室紧凑化和取消非必要的舱室来压缩海上变电站的尺寸与质量,以实现海上变电站的轻量化。最后,与传统海上变电站进行对比,得出优化结论。     

海上升压站大孤岛运行模式技术研究

随着中国海上风电场的缓慢起步,海上风机需要在孤岛运行情况下配置合适的应急电源以保证可靠性,而海上风电场孤岛运行模式面临着设备配置选择、运行操作方式等诸多问题。因此,本文分析了海上升压站大孤岛运行模式的必要性和适用性,提出了大孤岛运行模式的电气系统设计方案,通过仿真分析验证了配置方案的适用工况。上述成果在二项海上风电场工程中得到了应用,并且可为今后的海上风电场工程建设提供指导。