[实用新型]一种海上风电交直流组网系统

说明书

本实用新型属于海上风电输电技术领域，公开了一种海上风电交直流组网系统，包括海上风电直流汇集模块和集中式DC‑AC换流模块；集中式DC‑AC换流模块包含集中式DC‑AC换流器和隔离变压器；集中式DC‑AC换流器与海上风电直流汇集模块的直流输出端口连接，用于将海上风电直流汇集模块的直流电变换为交流电，再通过隔离变压器升压后形成高压交流输出端口。本实用新型不采用全直流组网系统的高电压等级的DC‑DC换流器，而是将海上风电直流汇集模块通过集中式DC‑AC换流器变换产生交流输出端口，本实用新型适用于基于直流汇集技术的海上风电系统采用交流输电并网送出或者采用柔性直流输电并网送出的场景；能够降低采用直流汇集技术的海上风电系统的并网送出难度和工程成本。

技术领域

本实用新型属于海上风电输电技术领域，特别涉及一种海上风电交直流组网系统。

背景技术

目前海上风电输电系统主要分为三种方式：“交流汇集、交流送出”方式，“交流汇集、直流送出”方式，和“直流汇集、直流送出”方式。

在近海风电开发时，考虑输电系统成本，主要采用“交流汇集、交流送出”的输电方式。随着海上风电开发规模快速扩大，输电距离快速增加，“交流汇集、交流送出”的输电方式受到设备容量限制，工程经济性等制约愈加明显，目前研究推荐采用“交流汇集、直流送出”方式作为主流方式。同时，随着海上风电机组大容量化，风电场站大规模化，输电距离远海化的趋势快速发展，采用直流海上风电机组，大规模海上风电采用“直流汇集、直流送出”的输电方式受到广泛关注。

海上风电“直流汇集、直流送出”的全直流组网方式是通过直流风电机组串联、并联、“串联-并联”或“并联-串联”等方式进行风电汇集，具有汇集电缆少，输电容量大、损耗小，汇集系统可控性强等优势，将是未来大型海上风电场发展的重要趋势。

海上风电全直流组网系统通过直流风电机组串联后将汇集直流电压增压到高电压等级，可以不经其他环节直接将电能输送到陆上电力系统；也可以采用直流风电机组“串联-并联”或“并联-串联”的方式，形成海上风电直流汇集系统，再经过集中式DC-DC换流器接入直流输电并网系统将电能输送到陆上电力系统。

目前，针对海上风电全直流组网系统直接输送到陆上电力系统的方式，由于风电机组承受整个全直流组网系统的高电压，对风电机组的耐压和绝缘实现存在较大技术困难；同时对数量较多的串联风电机组进行可靠协调控制，也存在较大技术挑战。

针对采用直流风电机组“串联-并联”或“并联-串联”再经过集中式DC-DC 换流器接入直流输电并网系统将电能输送到陆上电力系统的方式，由于海上风电直流输电系统电压等级较高，集中式DC-DC换流器的电压等级与直流输电并网系统一致，导致集中式DC-DC换流器的技术实现难度较大，设备成本较高，从而制约了海上风电全直流组网技术的推广应用，同时制约了海上风电直流汇集技术的推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种海上风电交直流组网系统，解决了目前采用集中式DC-DC换流器在匹配海上风电直流输电系统高电压等级时技术实现难度大，成本高的问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种海上风电交直流组网系统，包括海上风电直流汇集模块和集中式 DC-AC换流模块；集中式DC-AC换流模块包含集中式DC-AC换流器和隔离变压器；

集中式DC-AC换流器与海上风电直流汇集模块的直流输出端口连接，用于将海上风电直流汇集模块的直流电变换为交流电；隔离变压器与集中式 DC-AC换流器连接，用于将集中式DC-AC换流器输出的交流电升压后形成高压交流电。

进一步，集中式DC-AC换流器采用三相MMC换流器或单相MMC换流器。

进一步，三相MMC换流器或单相MMC换流器中的MMC子模块采用半桥子模块结构、全桥子模块结构或钳位双子模块结构。