[发明专利]一种柔性直流海上换流站

说明书

本发明提供了一种柔性直流海上换流站，整个换流站分为上下两层，上层按同一方向依次紧邻设置散热器、换流变室、开关场、中性线阀厅和中性线直流场；下层对应所述中性线阀厅和所述中性线直流场的位置分别设置极性线阀厅和极性线直流场，对应所述换流变室的位置被分为两层上下布置交流场和电缆层，对应所述开关场的位置则布置为第一辅助生产区；每层空间通过中间的走廊呈对称布局从而所述换流站形成真双极四阀厅四直流场格局。本发明整体结构紧凑、相比同样容量的柔性直流海上换流站具有更小的尺寸和体积，从而可以有效节省传统深远海风电场中海上升压站的投资及维护费用，降低深远海风电场的建设成本。

技术领域

本发明涉及海上风电及柔性直流输电的技术领域。

背景技术

近年来，全球海上风电发展呈现远海化开发趋势，相比较于离岸距离较近的海上风电，离岸大于100km、水深超过50m的深远海海风风速更高，对于环境的噪声、磁波、景观影响的限制较少，具有庞大的风能资源和广阔的海域资源，因此，深远海风电将成为未来海上风电发展的重要方向。

目前，深远海上风电送出的并网方式主要分为高压交流输电和高压直流输电两大类，其中高压直流输电均采用柔性直流方式。其中，对于远距离深远海上风电项目而言，高压交流输电因考虑线路无功补偿问题，限制因素过多。采用真双接线的远距离高压柔性直流输电在远海风电送出中具有海上风电潮流和电压可控、输送容量大、可向系统提供无功支撑、易构成多端直流系统等优势。因此，真双接线的远距离高压柔性直流输电将是未来进行超远距离海上风电建设的主要方向。

高压柔性直流输电是基于全控型电力电子器件组成的电压源换流器所构成的新一代直流输电技术。高压柔性直流输电系统能独立改变其输出电压的相位和幅值，从而方便、快速地调节其输出的有功和无功功率。在提高电力系统稳定性，增加系统动态无功储备，改善电能质量，解决非线性负荷、冲击性负荷对系统的影响，保障敏感设备供电等方面都具有较强的技术优势，特别适用于可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、大型城市电网供电等方面。

真双极的高压柔性直流换流站由交流场，换流变、开关场、联结区、阀厅及直流场等区域组成。其中联结区是柔性直流换流站中联结交流场配电装置和阀厅的区域。阀厅是柔性直流换流站中放置换流阀的场地，是柔性直流换流站中的核心区域。柔性直流换流站换流阀分为正极、负极两个换流阀组，每个换流阀组包括A相、B相、C相三个桥臂，换流阀塔一般采用支撑式结构，也可采用悬吊式结构。配电装置是能够控制、接受和分配电能的电气装置的总称，它在功能上是完整的，包括具备各种功用的电气设备，如汇流母线、断路器、隔离开关、电抗器、避雷器、互感器、电缆和测量仪表等二次设备。

传统远海风电柔性直送出工程中，主要采用单极对称接线，相较而言，真双极接线方式具有运行方式多样化,系统可靠性高,输送容量大等优点。目前还没有真双极接线的柔性直流海上换流站。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种结构紧凑、造价成本低且能够实现大容量远距离海上风电送出的真双极柔性直流海上换流站。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种柔性直流海上换流站，整个换流站分为上下两层，上层按同一方向依次紧邻设置散热器、换流变室、开关场、中性线阀厅和中性线直流场；下层对应中性线阀厅和中性线直流场的位置分别设置极性线阀厅和极性线直流场，对应换流变室的位置被分为两层上下布置交流场和电缆层，对应开关场的位置则布置为第一辅助生产区；每层空间通过中间的走廊呈对称布局从而换流站形成真双极四阀厅四直流场格局。

进一步的，中性线阀厅通过二层走廊划分为独立的极Ⅰ中性线换流阀厅和极Ⅱ中性线换流阀厅；极性线阀厅通过一层走廊划分为独立的极Ⅰ极线换流阀厅和极Ⅱ极线换流阀厅；极Ⅰ极线换流阀厅正对地设置在极Ⅰ中性线换流阀厅的下方，极Ⅱ极线换流阀厅正对地设置在极Ⅱ中性线换流阀厅下方。

进一步的，每个阀厅内设有换流阀塔和桥臂；换流阀塔按照“ABC”或“CBA”的相序布置。