【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電力電子，特別是涉及一種海上風電直流輸電系統。
技術介紹
1、隨著全球脫碳與減排步伐加快，大力推行可再生清潔能源成為解決能源供需矛盾的重要手段，海上風電產業發展前景極為廣闊。
2、目前海上風電送出技術主要包括高壓交流送出、高壓直流送出兩類，其中高壓直流送出技術不受海纜充電電流和充電功率的影響，輸電距離不受限制，同時海纜投資較小，是大規模遠距離海上風電送出的首選方案。
3、現有的海上風電送出技術受環境影響較大，因此，亟需對風電送出過程進行有效保護。
技術實現思路
1、基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種對風電送出過程進行有效保護的海上風電直流輸電系統。
2、本實施例提供了一種海上風電直流輸電系統，該海上風電直流輸電系統包括直流海纜、海上換流站和陸上換流站；直流海纜配置有海纜保護裝置，海上換流站配置有海上保護裝置，陸上換流站配置有陸上保護裝置；
3、海上換流站的交流側與海上風電場連接，海上換流站的直流側在海上風電場處于啟動階段與直流海纜的第一端連接；陸上換流站的直流側與直流海纜的第二端連接；
4、其中，海纜保護裝置用于監測直流海纜的運行狀態，并在直流海纜出現運行異常的情況下，向海上保護裝置和陸上保護裝置反饋海纜異常信息；海上保護裝置用于根據海纜異常信息，切斷與直流海纜之間的連接部分；陸上保護裝置用于協同海上保護裝置對海纜異常信息進行分析，得到故障分析結果。
5、在其中一個實施例中，海纜保護裝置包括電流
6、其中，電流傳感器和電壓傳感器用于監測直流海纜中的電流和電壓；溫度傳感器用于監測直流海纜的溫度；信號處理器用于接收來自電流傳感器、電壓傳感器和電流傳感器的信號，并進行處理和分析，以判斷直流海纜是否處于正常工作狀態；斷路器用于切斷與故障直流海纜的連接。
7、在其中一個實施例中，海上保護裝置包括海上換流站監測電路、故障檢測電路、保護控制電路和通信接口；
8、其中，換流站監測電路用于監測海上換流站的工作狀態；故障檢測電路用于檢測換流站及其與海上風電場之間的連接部分是否出現故障；保護控制電路用于在檢測到故障時切斷與故障部分的連接；通信接口用于與陸上保護裝置進行通信。
9、在其中一個實施例中，海上換流站的工作狀態根據海上換流站的工作狀態的電壓、電流和功率因數確定。
10、在其中一個實施例中，陸上保護裝置包括陸上換流站監測電路、海上風電直流輸電系統所在的電網保護電路、故障隔離電路和控制邏輯電路；
11、其中，換流站監測電路用于監測陸上換流站的工作狀態；海上風電直流輸電系統所在的電網保護電路用于監測海上風電直流輸電系統所在的電網的電壓參數和電流參數；故障隔離電路用于切斷與故障部分的連接；控制邏輯電路用于實現陸上保護裝置的自動控制功能和邏輯判斷功能；
12、其中，陸上保護裝置的自動控制功能用于調整保護裝置的保護策略和保護參數；陸上保護裝置的邏輯判斷功能用于根據海上風電直流輸電系統所在的電網的電壓參數和電流參數確定故障分析結果。
13、在其中一個實施例中，陸上保護裝置的邏輯判斷功能用于根據海上風電直流輸電系統所在的電網的電壓參數和電流參數與預設的故障閾值或模式，判斷電網是否發生故障；在檢測到故障后，分析故障的特征和信息，以確定故障的類型和性質，得到故障分析結果。
14、在其中一個實施例中，陸上保護裝置的邏輯判斷功能還用于根據故障的類型，確定保護動作的類型。
15、在其中一個實施例中，海上換流站包括第一模塊化多電平換流器；陸上換流站包括第二模塊化多電平換流器；
16、第二模塊化多電平換流器的額定電壓等級與海上直流輸電系統的額定電壓等級匹配，第二模塊化多電平換流器的直流側與直流海纜的第二端連接，在海上風電場處于啟動階段時，第二模塊化多電平換流器的電壓等級與第一模塊化多電平換流器的額定電壓等級匹配；
17、第二模塊化多電平換流器為由半橋子模塊和全橋子模塊組成的混合型模塊化多電平換流器，第二模塊化多電平換流器的全橋子模塊的數量由第一模塊化多電平換流器的額定電壓等級確定；第一模塊化多電平換流器為由半橋子模塊組成的模塊化多電平換流器，且第一模塊化多電平換流器的額定電壓等級與海上直流輸電系統的額定電壓等級的比例為20%至30%。
18、在其中一個實施例中，海上風電直流輸電系統還包括控制模塊，控制模塊用于采用電流共享的電壓均衡控制策略，通過監測每個半橋子模塊或全橋子模塊的電流，利用等效電容和等效電感的方法使得第二模塊化多電平換流器中的半橋子模塊和全橋子模塊達到電壓均衡，以及使得第一模塊化多電平換流器中的各半橋子模塊達到電壓均衡。
19、在其中一個實施例中，海上風電直流輸電系統還包括監控模塊，用于采用卡爾曼濾波器算法，對第二模塊化多電平換流器的運行狀態進行監控，以及對第一模塊化多電平換流器的運行狀態進行監控，以確定第二模塊化多電平換流器和第一模塊化多電平換流器中發生故障的半橋子模塊或全橋子模塊。
20、上述海上風電直流輸電系統，系統集成了海纜保護裝置、海上保護裝置和陸上保護裝置，形成了一套完整的保護體系，這種多層次、分布式的保護策略能夠迅速響應并處理各種異常情況，有效防止故障擴大，提高了整個風電輸電系統的可靠性和穩定性。海纜保護裝置能夠實時監測直流海纜的運行狀態，一旦發現異常（如過熱、短路、絕緣損壞等），立即向海上和陸上的保護裝置反饋異常信息。海上保護裝置根據這些信息迅速切斷與故障海纜的連接，防止故障蔓延至整個系統，同時陸上保護裝置協同分析故障信息，快速定位故障點。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述海上風電直流輸電系統包括直流海纜、海上換流站和陸上換流站；所述直流海纜配置有海纜保護裝置，所述海上換流站配置有海上保護裝置，所述陸上換流站配置有陸上保護裝置；
2.根據權利要求1所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述海纜保護裝置包括電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器、信號處理器和斷路器；
3.根據權利要求1所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述海上保護裝置包括海上換流站監測電路、故障檢測電路、保護控制電路和通信接口；
4.根據權利要求3所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述海上換流站的工作狀態根據所述海上換流站的工作狀態的電壓、電流和功率因數確定。
5.根據權利要求1所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述陸上保護裝置包括陸上換流站監測電路、所述海上風電直流輸電系統所在的電網保護電路、故障隔離電路和控制邏輯電路；
6.根據權利要求4所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述陸上保護裝置的邏輯判斷功能用于根據所述海上風電直流輸電系統所在的電網的電壓參數和
7.根據權利要求5所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述陸上保護裝置的邏輯判斷功能還用于根據故障的類型，確定保護動作的類型。
8.根據權利要求7所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述海上換流站包括第一模塊化多電平換流器；所述陸上換流站包括第二模塊化多電平換流器；
9.根據權利要求8所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述海上風電直流輸電系統還包括控制模塊，所述控制模塊用于采用電流共享的電壓均衡控制策略，通過監測每個半橋子模塊或全橋子模塊的電流，利用等效電容和等效電感的方法使得所述第二模塊化多電平換流器中的半橋子模塊和全橋子模塊達到電壓均衡，以及使得所述第一模塊化多電平換流器中的各半橋子模塊達到電壓均衡。
10.根據權利要求8所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，海上風電直流輸電系統還包括監控模塊，用于采用卡爾曼濾波器算法，對所述第二模塊化多電平換流器的運行狀態進行監控和所述第一模塊化多電平換流器的運行狀態進行監控，以確定所述第二模塊化多電平換流器和所述第一模塊化多電平換流器中發生故障的半橋子模塊或全橋子模塊。
...【技術特征摘要】
1.一種海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述海上風電直流輸電系統包括直流海纜、海上換流站和陸上換流站；所述直流海纜配置有海纜保護裝置，所述海上換流站配置有海上保護裝置，所述陸上換流站配置有陸上保護裝置；
2.根據權利要求1所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述海纜保護裝置包括電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器、信號處理器和斷路器；
3.根據權利要求1所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述海上保護裝置包括海上換流站監測電路、故障檢測電路、保護控制電路和通信接口；
4.根據權利要求3所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述海上換流站的工作狀態根據所述海上換流站的工作狀態的電壓、電流和功率因數確定。
5.根據權利要求1所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述陸上保護裝置包括陸上換流站監測電路、所述海上風電直流輸電系統所在的電網保護電路、故障隔離電路和控制邏輯電路；
6.根據權利要求4所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述陸上保護裝置的邏輯判斷功能用于根據所述海上風電直流輸電系統所在的電網的電壓參數和電流參數與預設的故障閾值或模式，判斷所述電網是否發生故障，并在檢測到故...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃劍湘，劉航，江一，趙世偉，王超，張沛然，張朝輝，蘇國磊，梅琦龍，甘卿忠，趙偉杰，陳圖騰，李少森，孫豪，李浩，徐峰，楊濤，陳名，黃炟超，焦石，王加磊，張啟浩，彭光強，石萬里，楊學廣，郝良收，柳坤，彭福琨，何照能，陶冶，阮峻，敬官欣，吳新文，孫靖銣，付天乙，張子聰，溥德啟，
申請(專利權)人：中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司昆明局，
類型：發明
國別省市：
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