一种海上风电场全直流电能汇聚设计方案

doi:10.11930/j.issn.1004-9649.2016.03.188.05

中国电力 ›› 2016, Vol. 49 ›› Issue (3): 188-192.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2016.03.188.05

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一种海上风电场全直流电能汇聚设计方案

孙冠群，蔡慧，陈卫民

中国计量学院机电工程学院，浙江杭州 310018

收稿日期:2015-10-06 出版日期:2016-03-20 发布日期:2016-04-08
作者简介:孙冠群（1974—），男，浙江杭州人，硕士，讲师，从事海上风电及直流输电技术研究。E-mail: sgq741129@126.com
基金资助:
浙江省公益技术应用研究项目（2015C31119）

A Scheme of Full DC Power Convergence for Offshore Wind Farms

SUN Guanqun, CAI Hui, CHEN Weimin

College of Mechanical and Electrical Engineering, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China

Received:2015-10-06 Online:2016-03-20 Published:2016-04-08
Supported by:
This work is supported by Zhejiang Province Public Service Technology Application Reserch Project (No. 2015C31119).

摘要/Abstract

摘要： 高压直流输电已是海上风电场的首选输电方式。取消海上变电站的全直流电能汇聚是当前海上风电场高压直流输电的发展趋势之一。在直流串并联拓扑结构基础上，提出了一种直流混联矩阵（DC hybrid matrix，DCHM）的拓扑结构。该拓扑结构在不同支路的相邻机组间设有常开电力电子开关，当一方机组停机时，电力电子开关闭合，由相邻的机组承载，明显降低过电压值。在DCHM结构基础上，提出了风电场布局优化设计方案。经仿真验证表明，该方案能降低电气元件采购成本、提高发电效益和风电场可靠性。

关键词: 风电场, 直流串并联, 直流混联矩阵, 过电压和过电流, 布局设计

Abstract: HVDC is the preferred transmission mode for offshore wind farms. All DC electric energy convergence without offshore substation is one of developing trend for topology design of offshore wind farms. Based on DC series-parallel topology structure, a DC Hybrid Matrix(DCHM) topology is proposed. The proposed structure has normally open power electronic switch between adjacent units in different branches. During unit downtime due to failure or other factors, the switch can be closed and loads can be transferred to adjacent unit in order to reduce voltage overload. An optimized wind farm layout design is also proposed based on DCHM structure. The simulation results verify the validity of proposed structure. This scheme can also reduce equipment cost and improve electricity generation efficiency.

Key words: wind farms, DC series-parallel, DCHM, overvoltage and overcurrent, layout design

中图分类号:

TM721.1

孙冠群，蔡慧，陈卫民. 一种海上风电场全直流电能汇聚设计方案[J]. 中国电力, 2016, 49(3): 188-192.

SUN Guanqun, CAI Hui, CHEN Weimin. A Scheme of Full DC Power Convergence for Offshore Wind Farms[J]. Electric Power, 2016, 49(3): 188-192.

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参考文献

[1] ARRILLAGE J，LIU Y H，WATSON N R. 灵活电力传输-HVDC的选择[M]. 林海雪，汤广福，贺之渊，译. 北京：中国电力出版社，2011：236-266.
[2] 汤广福. 基于电压源换流器的高压直流输电技术[M]. 北京：中国电力出版社，2010：1-216，299-331.
[3] 汤广福，贺之渊，庞辉. 柔性直流输电工程技术研究、应用及发展[J]. 电力系统自动化，2013,37（15）：3-14.
TANG Guangfu, HE Zhiyuan, PANG Hui. Research application and development of VSC-HVDC engineering technology[J]. Automation of Electric Power Systems, 2013, 37(15): 3-14.
[4] 王志新. 海上风力发电技术[M]. 北京：机械工业出版社，2013：105-184.
[5] 汤广福，罗湘，魏晓光. 多端直流输电与直流电网技术[J]. 中国电机工程学报，2013,33（10）：8-17.
TANG Guangfu, LUO Xiang, WEI Xiaoguang. Multi-terminal HVDC and DC-grid technology[J]. Proceedings of the CSEE, 2013, 33(10): 8-17.
[6] 王志新，吴杰，徐烈，等. 大型海上风电场并网VSC-HVDC变流器关键技术[J]. 中国电机工程学报，２０１３，３３（１９）：１４－２６．
WANG Zhixin, WU Jie, XU Lie, et al. Key technologies of large offshore wind farm VSC-HVDC converters for grid integration [J]. Proceedings of the CSEE, 2013, 33(19): 14-26.
[7] 王伟，石新春，付超，等. 海上多端直流输电系统协调控制研究[J]. 电网技术，２０１４，３８（１）：８－１５．
WANG Wei, SHI Xinchun, FU Chao, et al. Coordinated control of multi-terminal HVDC transmission system for offshore wind farms [J]. Power System Technology, 2014, 38(1): 8-15.
[8] 董存，裴哲义，黄越辉. 中德风电并网政策和技术标准的比较研究[J]. 中国电力，２０１３，４６（５）：８３－８９．
DONG Cun, PEI Zheyi, HUANG Yuehui. Comparative study of integrating technique for wind power between China and Germany[J]. Electric Power, 2013, 46(5): 83-89.
[9] PARASTAR A, SEOK J K. High-power-density power conversion systems for HVDC-connected offshore wind farms [J].Journal of Power Electronics, 2013, 13(5): 737-745.
[10] HOLTSMARK N, BAHIRAT H J, MOLINAS M, et al. An all-DC offshore wind farm with series-connected turbines: An alternative to the classical parallel AC model [J]. IEEE Trans Ind. Electron, 2013, 60(6): 2420-2428.
[11] NGUYEN Thanh Hai, LEE Dong-Choon, KIM Chan-Ki. A series- connected topology of a diode rectifier and a voltage-source converter for an HVDC transmission system [J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2014, 29(4): 1579-1584.
[12] VEILLEUX E, LEHN P W. Interconnection of direct-drive wind turbines using a series-connected DC grid[J]. IEEE Transactions on Sustainable Energy, 2014, 5(1): 139-147.
[13] 李响，韩民晓.海上风电串联多端VSC-HVDC协调控制策略[J].电工技术学报，２０１３，２８（５）：４２－４８，５７．
LI Xiang, HAN Minxiao. A coordinated control strategy of series multi-terminal VSC-HVDC for offshore wind farm [J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2013, 28(5): 42-48, 57.
[14] 何大清. 基于直流串联的海上风电场及其控制[D]. 上海：上海交通大学，2013.
HE Daqing. Series-connected DC based offshore wind farm and its control [D]. Shanghai: Shanghai Jiao Tong University, 2013.
[15] NIERADZINSKA K, NAMBO J C, ADAM G P, et al. North sea offshore modelling schemes with VSC-HVDC technology: Control and dynamic performance assessment [J]. Energy Procedia, 2013, 35(1): 91-101.
[16] 夏明华. 高压大容量IGBT测试技术及测试平台的研究[D]. 杭州：浙江大学，2014.

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[1]	宋许鹏, 杨小洋, 樊征臻. 基于电流合成矢量轨迹特性的双馈风电场主变压器差动保护[J]. 中国电力, 2025, 58(2): 9-21.
[2]	王泽嘉, 韩民晓, 范溢文. 基于SVG附加电流反馈阻抗重塑的双馈风电场次/超同步振荡抑制策略[J]. 中国电力, 2024, 57(8): 55-66.
[3]	叶婧, 蔡俊文, 张磊, 周广浩, 何杰辉, 翟学. 考虑海缆实际载流量的海上风电集电系统拓扑优化[J]. 中国电力, 2024, 57(7): 173-181.
[4]	李丹, 梁云嫣, 缪书唯, 方泽仁, 胡越, 贺帅. 基于高斯混合聚类和改进条件变分自编码的多风电场功率日场景生成方法[J]. 中国电力, 2024, 57(12): 17-29.
[5]	董淑文, 刘宝柱, 胡俊杰. 计及线路优化投切限流的含风电电网扩展规划方法[J]. 中国电力, 2023, 56(8): 117-125,142.
[6]	徐艳春, 范钟耀, 孙思涵, MI Lu. 基于去趋势分析的大规模双馈风电场送出变压器差动保护[J]. 中国电力, 2023, 56(7): 186-197.
[7]	叶婧, 周广浩, 张磊, 杨莉, 翟学, 蔡俊文. 考虑馈线交叉规避的海上风电场海缆路径优化[J]. 中国电力, 2023, 56(6): 167-175.
[8]	梁伟, 吴林林, 赖启平, 李东晟, 徐曼, 沈沉. 风电直流送出系统送端交流故障下风机过电压研究[J]. 中国电力, 2023, 56(4): 28-37.
[9]	王朝辉, 黄松阁, 林斌, 陈雨薇, 范淑敏, 施朝晖. 基于海上风电场区66 kV集电系统海缆最大截面经济性分析[J]. 中国电力, 2023, 56(11): 20-28.
[10]	李建华, 曹路, 杨仁炘, 邓桢彦, 李征, 蔡旭. 华东沿海风电场群电网主动频率支撑策略[J]. 中国电力, 2023, 56(11): 49-58, 112.
[11]	吴亚宁, 罗毅, 雷成, 黄豫, 梁宇, 周生存, 聂金峰. 基于改进型PEM和L指标的含风电场电力系统静态电压稳定评估[J]. 中国电力, 2022, 55(9): 192-203.
[12]	周庆锋, 王思淳, 李德鑫, 刘佳琪, 李同. 基于DDPG的风电场动态参数智能校核知识学习模型[J]. 中国电力, 2022, 55(5): 32-38.
[13]	盛师贤, 周鑫, 王德林, 廖佳思, 李婧祺, 康积涛. 虚拟同步风电场协同光伏电站附加阻尼控制方法[J]. 中国电力, 2022, 55(3): 177-186.
[14]	严晓生, 李岳, 高晓霞, 王喜. 复杂地形风电场中风加速效应的实验研究[J]. 中国电力, 2022, 55(3): 187-192,212.
[15]	王天翔, 程雪坤, 李伟超, 郑金鑫. 基于变参数减载控制的风电场一次调频策略[J]. 中国电力, 2021, 54(12): 94-101.

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