專利名稱：電網(wǎng)通過柔性直流系統(tǒng)與風(fēng)電場并接系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電網(wǎng)系統(tǒng)，具體涉及一種電網(wǎng)通過柔性直流系統(tǒng)與風(fēng)電場并接系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，風(fēng)力發(fā)電的質(zhì)量表現(xiàn)在穩(wěn)態(tài)的電壓、穩(wěn)定的頻率、連續(xù)安全的供電和減少對(duì)電網(wǎng)環(huán)境污染。風(fēng)電場的位置多位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，遠(yuǎn)離電網(wǎng)，為了將風(fēng)能順利輸送出去，實(shí)際運(yùn)行中，一般采用架空或電纜兩種出線方式，根據(jù)單臺(tái)風(fēng)機(jī)容量，有兩臺(tái)風(fēng)機(jī)共用一臺(tái)箱變，或一風(fēng)機(jī)對(duì)應(yīng)使用一臺(tái)箱變等或能聯(lián)網(wǎng)形式，在設(shè)計(jì)過程中，本著降低工程造價(jià)，提高供電可靠性的原則，結(jié)合風(fēng)電場接入系統(tǒng)的受電位置，輸電容量、輸電距離的可行和經(jīng)濟(jì)性，確定風(fēng)電場出線電壓等級(jí)和回路數(shù)、同時(shí)按照風(fēng)電場最終裝機(jī)規(guī)劃，考慮到風(fēng)電場地 理、地形、及出線等具體條件，對(duì)多種聯(lián)網(wǎng)方式進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選定風(fēng)電場地區(qū)電網(wǎng)供電的最優(yōu)方式。風(fēng)電網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)供電的缺點(diǎn)在于，其對(duì)電網(wǎng)容量的沖擊，風(fēng)電的發(fā)電功率完全取決于風(fēng)力，風(fēng)力本身變化大，可能造成電網(wǎng)缺點(diǎn)時(shí)供應(yīng)不足，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷低時(shí)，如發(fā)電功率高，則多余的電只能由人為提高負(fù)荷，造成電網(wǎng)的波動(dòng)，對(duì)整個(gè)地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度造成很大壓力，危害電網(wǎng)安全。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種電網(wǎng)通過柔性直流系統(tǒng)與風(fēng)電場并接系統(tǒng)，提高了風(fēng)電場并網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，克服風(fēng)電接入給系統(tǒng)在頻率電壓調(diào)整以及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的影響。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種電網(wǎng)通過柔性直流系統(tǒng)與風(fēng)電場并接系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，該系統(tǒng)包含35千伏開關(guān)站；35千伏風(fēng)電場，其與35千伏開關(guān)站通過交流線電路連接；通過直流線串聯(lián)連接的第一 35千伏換流站和第二 35千伏換流站，第一 35千伏換流站通過交流線電路連接35千伏風(fēng)電場，第二 35千伏換流站通過交流線電路連接35千伏開關(guān)站；第一 35千伏換流站和第二 35千伏換流站組成柔性治柔系統(tǒng)。上述的35千伏開關(guān)站包含第一開關(guān)站35千伏母線和第二開關(guān)站35千伏母線；上述第一開關(guān)站35千伏母線外接電網(wǎng)系統(tǒng)，其與電網(wǎng)系統(tǒng)之間串聯(lián)連接有開關(guān)站35千伏開關(guān)；該第一開關(guān)站35千伏母線還與第二 35千伏換流站電路連接，其與第二 35千伏換流站之間串聯(lián)連接有開關(guān)站35千伏開關(guān)和變壓器；上述第二開關(guān)站35千伏母線外接電網(wǎng)系統(tǒng)，其與電網(wǎng)系統(tǒng)之間串聯(lián)連接有開關(guān)站35千伏開關(guān)；該第二開關(guān)站35千伏母線還與35千伏風(fēng)電場電路連接，其與35千伏風(fēng)電場之間串聯(lián)連接有開關(guān)站35千伏開關(guān)和變壓器；[0013]上述的開關(guān)站35千伏開關(guān)處于運(yùn)行狀態(tài)。上述的第一 35千伏換流站和第二 35千伏換流站包含串聯(lián)連接的換流站35千伏母線、35千伏開關(guān)、換流變和換流閥；第一 35千伏換流站與第二 35千伏換流站的換流閥通過直流線電路連接；第一 35千伏換流站的換流站35千伏母線電路連接35千伏風(fēng)電場；第二 35千伏換流站的換流站35千伏母線電路連接35千伏開關(guān)站；上述的換流閥采用基于模塊化多電平技術(shù)的電壓源型換流閥。 上述的35千伏風(fēng)電場包含串聯(lián)連接的第一風(fēng)電場35千伏母線和第二風(fēng)電場35千伏母線，以及串聯(lián)連接的第一風(fēng)電場10千伏母線和第二風(fēng)電場10千伏母線；上述第一風(fēng)電場35千伏母線和第二風(fēng)電場35千伏母線之間電路連接有熱備用開關(guān)；該第一風(fēng)電場35千伏母線和第二風(fēng)電場35千伏母線分別通過35千伏開關(guān)電路連接第一 35千伏換流站和35千伏開關(guān)站；上述的第一風(fēng)電場10千伏母線和第二風(fēng)電場10千伏母線之間電路連接有熱備用開關(guān)；該第一風(fēng)電場10千伏母線和第二風(fēng)電場10千伏母線上電路連接有若干個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)；上述的第一風(fēng)電場35千伏母線與第一風(fēng)電場10千伏母線通過35/10千伏變壓器電路連接；上述的第二風(fēng)電場35千伏母線與第二風(fēng)電場10千伏母線通過35/10千伏變壓器電路連接。電網(wǎng)與風(fēng)電場通過兩回路相連，其中一路由35千伏開關(guān)站直接通過交流線接入35千伏風(fēng)電場的第二風(fēng)電場35千伏母線，并由35/10千伏變壓器與風(fēng)力發(fā)電機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)的并網(wǎng)；另外一路由35千伏開關(guān)站先接入柔性治柔系統(tǒng)的第二 35千伏換流站轉(zhuǎn)換為直流，第二 35千伏換流站換流閥的通過直流線與第一 35千伏換流站的換流閥相連，將直流轉(zhuǎn)化為交流，并再次通過換流變轉(zhuǎn)化為35千伏電壓等級(jí)，再通過交流線接入35千伏風(fēng)電場的第一風(fēng)電場35千伏母線，并由35/10千伏變壓器與風(fēng)力發(fā)電機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)的并網(wǎng)。本實(shí)用新型電網(wǎng)通過柔性直流系統(tǒng)與風(fēng)電場并接系統(tǒng)和現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于，本實(shí)用新型使電網(wǎng)通過交流線與柔性治柔系統(tǒng)與風(fēng)電場相連，既提高了風(fēng)電場并網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，同時(shí)柔性直流輸電又能克服風(fēng)電接入給系統(tǒng)在頻率電壓調(diào)整以及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性方面帶來的諸多影響，增加系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無功儲(chǔ)備，改善電能質(zhì)量，解決非線性負(fù)荷、沖擊負(fù)荷和三廂不平衡等產(chǎn)生的問題，在一定程度上解決了風(fēng)電并網(wǎng)后給系統(tǒng)造成的不利影響。

圖I為本實(shí)用新型電網(wǎng)通過柔性直流系統(tǒng)與風(fēng)電場并接系統(tǒng)的電路模塊圖；圖2為本實(shí)用新型電網(wǎng)通過柔性直流系統(tǒng)與風(fēng)電場并接系統(tǒng)的35千伏開關(guān)站的電路原理圖；圖3為本實(shí)用新型電網(wǎng)通過柔性直流系統(tǒng)與風(fēng)電場并接系統(tǒng)的35千伏換流站的電路原理圖；[0030]圖4為本實(shí)用新型電網(wǎng)通過柔性直流系統(tǒng)與風(fēng)電場并接系統(tǒng)的35千伏風(fēng)電場的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。如圖I所示，本實(shí)用新型公開了一種電網(wǎng)通過柔性直流系統(tǒng)與風(fēng)電場并接系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含35千伏開關(guān)站I、35千伏風(fēng)電場2、第一 35千伏換流站3和第二 35千伏換流站4，電網(wǎng)與風(fēng)電場通過兩回路相連。其中一路，35千伏開關(guān)站I與35千伏風(fēng)電場2之間通過架空線路或電纜線路的交流線電路連接。另一路，35千伏開關(guān)站I通過架空線路或電纜線路的交流線電路連接第二 35千伏 換流站4，35千伏風(fēng)電場2通過架空線路或電纜線路的交流線電路連接第一 35千伏換流站
3。第一 35千伏換流站3和第二 35千伏換流站4之間通過直流電纜或架空線電路連接，第一 35千伏換流站3和第二 35千伏換流站4組成柔性治柔系統(tǒng)。如圖2所示，35千伏開關(guān)站I包含有兩路線路，一路中包含有第一開關(guān)站35千伏母線13，該路線路電路連接35千伏換流站組成的柔性治柔系統(tǒng)。另一路中包含有第二開關(guān)站35千伏母線14，該線路直接通過交流線連接35千伏風(fēng)電場2。第一開關(guān)站35千伏母線13與外接電網(wǎng)系統(tǒng)電路連接，第一開關(guān)站35千伏母線13與電網(wǎng)系統(tǒng)之間串聯(lián)連接有開關(guān)站35千伏開關(guān)11。該第一開關(guān)站35千伏母線13還與柔性治柔系統(tǒng)的第二 35千伏換流站4電路連接，其與第二 35千伏換流站4之間串聯(lián)連接有開關(guān)站35千伏開關(guān)11和變壓器12。該開關(guān)站35千伏開關(guān)11為HD4型35千伏開關(guān)(運(yùn)行狀態(tài))，其處于運(yùn)行狀態(tài)。變壓器12為SZ9-20000/35型變壓器。第二開關(guān)站35千伏母線14也外接電網(wǎng)系統(tǒng)，其與電網(wǎng)系統(tǒng)之間串聯(lián)連接有開關(guān)站35千伏開關(guān)11。該第二開關(guān)站35千伏母線14與35千伏風(fēng)電場2電路連接，其與35千伏風(fēng)電場2之間串聯(lián)連接有開關(guān)站35千伏開關(guān)11和變壓器12。該開關(guān)站35千伏開關(guān)11為HD4型35千伏開關(guān)(運(yùn)行狀態(tài))，其處于運(yùn)行狀態(tài)。變壓器12為SZ9-20000/35型變壓器。如圖3所示，組成柔性治柔系統(tǒng)的第一 35千伏換流站3和第二 35千伏換流站4包含串聯(lián)連接的換流站35千伏母線31、35千伏開關(guān)32、換流變33和換流閥34。換流變33采用ZZS — 20000/36. 5型換流變，換流閥34采用基于模塊化多電平(MMC)技術(shù)的電壓源型換流閥(M60)。第一 35千伏換流站3的換流閥34與第二 35千伏換流站4的換流閥34通過直流電纜或架空線的直流線電路連接。第一 35千伏換流站3的換流站35千伏母線31與35千伏風(fēng)電場2電路連接。第二 35千伏換流站4的換流站35千伏母線31與35千伏開關(guān)站I電路連接。如圖4所示，35千伏風(fēng)電場2包含串聯(lián)連接的第一風(fēng)電場35千伏母線21和第二風(fēng)電場35千伏母線22，以及串聯(lián)連接的第一風(fēng)電場10千伏母線23和第二風(fēng)電場10千伏母線24。第一風(fēng)電場35千伏母線21和第二風(fēng)電場35千伏母線22之間通過一個(gè)熱備用開關(guān)26電路連接，熱備用開關(guān)26為HD4型35千伏開關(guān)(熱備用狀態(tài))。[0042]第一風(fēng)電場10千伏母線23和第二風(fēng)電場10千伏母線24之間通過一個(gè)熱備用開關(guān)26電路連接，熱備用開關(guān)26為HD4型35千伏開關(guān)(熱備用狀態(tài))。第一風(fēng)電場35千伏母線21與第一風(fēng)電場10千伏母線23電路連接為一條電能傳輸線路第一風(fēng)電場35千伏母線21通過一個(gè)5千伏開關(guān)電路連接柔性治柔系統(tǒng)的一 35千伏換流站3。第一風(fēng)電場10千伏母線23上電路連接有若干個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)25。第一風(fēng)電場35千伏母線21與第一風(fēng)電場10千伏母線23之間電路連接有一個(gè)35/10千伏變壓器，該變壓器兩端分別連接有35千伏開關(guān)。第二風(fēng)電場35千伏母線22與第二風(fēng)電場10千伏母線24路連接為另一條電能傳輸線路第二風(fēng)電場35千伏母線22過一個(gè)5千伏開關(guān)直接電路連接架空線路的交流線，并通過交流線直接連接35千伏開關(guān)站I。第二風(fēng)電場10千伏母線24上電路連接有若干個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)25。第二風(fēng)電場35千伏母線22與第二風(fēng)電場10千伏母線24之間電路連接有一個(gè)35/10千伏變壓器，該變壓器兩端分別連接有35千伏開關(guān)。上述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)25采用GEl. 5S風(fēng)力發(fā)電機(jī)(變速變槳雙饋風(fēng)機(jī))。本實(shí)用新型電網(wǎng)通過柔性直流系統(tǒng)與風(fēng)電場并接系統(tǒng)的工作流程如下電網(wǎng)與風(fēng)電場通過兩回路相連，其中一路由35千伏開關(guān)站I的35千伏出線(或變電站35千伏出線)，通過35千伏架空線路或電纜線路接入35千伏風(fēng)電場2的第二風(fēng)電場35千伏母線22，并由35/10千伏變壓器與風(fēng)力發(fā)電機(jī)25相連，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)25與系統(tǒng)的并網(wǎng)。另外一路由35千伏開關(guān)站I的35千伏出線(或變電站35千伏出線)，先經(jīng)35千伏架空線路或電纜線路接入柔性治柔系統(tǒng)的第二 35千伏換流站4的35千伏母線，由35千伏換流變33轉(zhuǎn)化為直流系統(tǒng)額定的30千伏電壓等級(jí)，并通過電壓源型換流閥34轉(zhuǎn)換為直流，此過程稱為整流，并通過直流電纜或架空線與第一 35千伏換流站3的換流閥34相連，將直流轉(zhuǎn)化為交流此過程稱為逆變，并再次通過35千伏換流變33轉(zhuǎn)化為35千伏電壓等級(jí)，再通過交流架空線或電纜接入35千伏風(fēng)電場2的第一風(fēng)電場35千伏母線21，并由35/10千伏變壓器與風(fēng)力發(fā)電機(jī)25相連，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)25與系統(tǒng)的并網(wǎng)。盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本實(shí)用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。權(quán)利要求1.一種電網(wǎng)通過柔性直流系統(tǒng)與風(fēng)電場并接系統(tǒng)，其特征在干，該系統(tǒng)包含 35千伏開關(guān)站(I)； 35千伏風(fēng)電場(2 )，其與所述的35千伏開關(guān)站(I)通過交流線電路連接； 通過直流線串聯(lián)連接的第一 35千伏換流站(3)和第二 35千伏換流站(4)，第一 35千伏換流站(3)通過交流線電路連接35千伏風(fēng)電場(2)，第二 35千伏換流站(4)通過交流線電路連接35千伏開關(guān)站(I)； 第一 35千伏換流站(3)和第二 35千伏換流站(4)組成柔性治柔系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求I所述的電網(wǎng)通過柔性直流系統(tǒng)與風(fēng)電場并接系統(tǒng)，其特征在于，所述的35千伏開關(guān)站(I)包含第一開關(guān)站35千伏母線(13)和第二開關(guān)站35千伏母線(14); 所述第一開關(guān)站35千伏母線(13)外接電網(wǎng)系統(tǒng)，其與電網(wǎng)系統(tǒng)之間串聯(lián)連接有開關(guān)站35千伏開關(guān)(11);該第一開關(guān)站35千伏母線(13)還與第二 35千伏換流站(4)電路連接，其與第二 35千伏換流站(4)之間串聯(lián)連接有開關(guān)站35千伏開關(guān)(11)和變壓器(12)；所述第二開關(guān)站35千伏母線(14)外接電網(wǎng)系統(tǒng)，其與電網(wǎng)系統(tǒng)之間串聯(lián)連接有開關(guān)站35千伏開關(guān)(11);該第二開關(guān)站35千伏母線(14)還與35千伏風(fēng)電場(2)電路連接，其與35千伏風(fēng)電場(2 )之間串聯(lián)連接有開關(guān)站35千伏開關(guān)(11)和變壓器(12 ); 所述的開關(guān)站35千伏開關(guān)(11)處于運(yùn)行狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求I所述的電網(wǎng)通過柔性直流系統(tǒng)與風(fēng)電場并接系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一 35千伏換流站(3)和第二 35千伏換流站(4)包含串聯(lián)連接的換流站35千伏母線(31)、35千伏開關(guān)(32)、換流變(33)和換流閥(34); 第一 35千伏換流站(3)與第二 35千伏換流站(4)的換流閥(34)通過直流線電路連接； 第一 35千伏換流站(3)的換流站35千伏母線(31)電路連接35千伏風(fēng)電場(2)； 第二 35千伏換流站(4)的換流站35千伏母線(31)電路連接35千伏開關(guān)站(I)； 所述的換流閥(34)采用基于模塊化多電平技術(shù)的電壓源型換流閥。
4.如權(quán)利要求I所述的電網(wǎng)通過柔性直流系統(tǒng)與風(fēng)電場并接系統(tǒng)，其特征在于，所述的35千伏風(fēng)電場(2)包含串聯(lián)連接的第一風(fēng)電場35千伏母線(21)和第二風(fēng)電場35千伏母線(22)，以及串聯(lián)連接的第一風(fēng)電場10千伏母線(23)和第二風(fēng)電場10千伏母線(24)； 所述第一風(fēng)電場35千伏母線(21)和第二風(fēng)電場35千伏母線(22)之間電路連接有熱備用開關(guān)(26);該第一風(fēng)電場35千伏母線(21)和第二風(fēng)電場35千伏母線(22)分別通過35千伏開關(guān)電路連接第一 35千伏換流站(3)和35千伏開關(guān)站(I)； 所述的第一風(fēng)電場10千伏母線(23)和第二風(fēng)電場10千伏母線(24)之間電路連接有熱備用開關(guān)(26);該第一風(fēng)電場10千伏母線(23)和第二風(fēng)電場10千伏母線(24)上電路連接有若干個(gè)風(fēng)カ發(fā)電機(jī)(25)； 所述的第一風(fēng)電場35千伏母線(21)與第一風(fēng)電場10千伏母線(23)通過35/10千伏變壓器電路連接； 所述的第二風(fēng)電場35千伏母線(22)與第二風(fēng)電場10千伏母線(24)通過35/10千伏變壓器電路連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種電網(wǎng)通過柔性直流系統(tǒng)與風(fēng)電場并接系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含35千伏開關(guān)站；35千伏風(fēng)電場，其與35千伏開關(guān)站通過交流線電路連接；通過直流線串聯(lián)連接的第一35千伏換流站和第二35千伏換流站，第一35千伏換流站通過交流線電路連接35千伏風(fēng)電場，第二35千伏換流站通過交流線電路連接35千伏開關(guān)站；第一35千伏換流站和第二35千伏換流站組成柔性治柔系統(tǒng)。本實(shí)用新型使電網(wǎng)通過交流線和柔性治柔系統(tǒng)與風(fēng)電場相連，提高了風(fēng)電場并網(wǎng)運(yùn)行的可靠性，柔性直流輸電能克服風(fēng)電接入給系統(tǒng)在頻率電壓調(diào)整以及動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性方面帶來的諸多影響，增加系統(tǒng)動(dòng)態(tài)無功儲(chǔ)備，改善電能質(zhì)量，解決風(fēng)電并網(wǎng)后給系統(tǒng)造成的不利影響。
文檔編號(hào)H02J3/36GK202535071SQ20122012837
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者劉菁, 孫立明, 張晉, 張麟, 徐濤, 徐芳敏, 李宏仲, 王承民, 王沁, 袁一鳴, 陳東, 顧黎強(qiáng), 駱亮 申請(qǐng)人:上海市電力公司