海上風機并網(wǎng)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)新能源技術領域，尤其涉及一種海上風機并網(wǎng)方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]風力發(fā)電技術作為目前可再生能源發(fā)電中的一項最有效且發(fā)展最迅速的發(fā)電技術。其中，海上風電場和陸上風電場相比，有著獨特的幾個優(yōu)勢，是未來風電發(fā)展的大趨勢。
[0003]海上風電場的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(I)海上風速較陸上大且穩(wěn)定；(2)節(jié)約土地資源，減少噪聲；(3)海平面摩擦力小，可延長設備的使用壽命；(4)風切度小，不需要很高的塔架，可以降低風電機組的成本。
[0004]目前海上風電場由于規(guī)模比較小，一般采用加靜止無功發(fā)生器的交流電纜傳輸并網(wǎng)方式，交流輸電方式是將風力發(fā)電機發(fā)出的交流電升壓后通過海底交流電纜輸送到岸上。這種并網(wǎng)方式結構簡單、成本低，但缺點是傳輸距離和容量受限，適合小容量、近距離的海上風電場并網(wǎng)，而且由于風力發(fā)電的電壓、頻率的不穩(wěn)定性，往往造成使用自動準同步的交流并網(wǎng)方式比較困難。并且，隨著海上風電場規(guī)模的不斷擴大，對于額定容量達到幾十兆瓦的較大型海上風電場，由于交流電纜對傳輸容量的限制，采用交流電直接并網(wǎng)方式不再適用。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種海上風機并網(wǎng)方法及系統(tǒng)，以解決離岸距離較遠、容量較大的海上風電場并網(wǎng)問題。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種海上風機并網(wǎng)方法，包括:
[0007]海上風機將風能轉換為交流電后，經升壓變壓器升高到合適的電壓，并接入到交流母線；
[0008]交流母線匯集所述升壓變壓器升壓后的交流電；
[0009]海上換流站將所述交流母線上匯集的交流電變換為直流電；
[0010]海底電纜將所述海上換流站變換后的直流電進行遠距離傳輸；
[0011 ] 陸上換流站將所述海底電纜傳輸?shù)闹绷麟娮儞Q為交流電；
[0012]通過主變壓器將所述陸上換流站變換的交流電轉換為合適的電壓等級，并入主電網(wǎng)。
[0013]進一步的，所述海上風機具體為直驅型永磁風力發(fā)電機。
[0014]本發(fā)明還提供了一種海上風機并網(wǎng)系統(tǒng)，包括:
[0015]海上風機，用于將風能轉換為交流電；
[0016]升壓變壓器，與海上風機對應一一連接，用于將對應的海上風機轉換的交流電升高到合適的電壓；
[0017]交流母線，連接所述升壓變壓器，用于匯集所述升壓變壓器升壓后的交流電；
[0018]海上換流站，與所述交流母線連接，用于將交流母線上匯集的交流電變換為直流電；
[0019]海底電纜，與所述海上換流站連接，用于將所述海上換流站變換后的直流電進行遠距離傳輸；
[0020]陸上換流站，與所述海底電纜連接，用于將傳輸?shù)闹绷麟娮儞Q為交流電；
[0021]主變壓器，與所述陸上換流站連接，用于將所述陸上換流站變換的交流電轉換為合適的電壓等級，并入主電網(wǎng)。
[0022]進一步的，所述海上風機具體為直驅型永磁風力發(fā)電機。
[0023]實施本發(fā)明，具有如下有益效果:
[0024]1、在輸送相同功率時，直流輸電所用電纜數(shù)量少，線路造價低；
[0025]2、直流輸電導線數(shù)量少，其有功損耗較?。?br>[0026]3、直流電纜在運行中，只有芯線上的電阻損耗，沒有磁感應損耗，因此絕緣的老化比交流電纜慢很多、使用壽命也相應比交流電纜長很多，適宜于海底敷設；
[0027]4、直流輸電無同步問題，運行可靠，不存在穩(wěn)定性問題，因此其輸電距離不受限制，適宜于離岸較遠的海上風電場；
[0028]5、直流輸電通過換流器能夠方便、快速地調節(jié)有功功率和實現(xiàn)潮流翻轉，調節(jié)速度快。
[0029]6、能夠隔離兩端交流網(wǎng)絡故障之間的影響，功率方向易于控制。
【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1是本發(fā)明提供的海上風機并網(wǎng)方法的一個實施例的流程示意圖；
[0032]圖2是本發(fā)明提供的海上風機并網(wǎng)系統(tǒng)的一個實施例的系統(tǒng)連接圖。
【具體實施方式】
[0033]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0034]圖1是本發(fā)明提供的海上風機并網(wǎng)方法的一個實施例的流程示意圖，如圖1所示，包括步驟:
[0035]S101、海上風機將風能轉換為交流電后，經升壓變壓器升高到合適的電壓，并接入到交流母線。
[0036]其中，所述海上風機具體為直驅型永磁風力發(fā)電機。直驅型永磁風力發(fā)電機組相對于傳統(tǒng)的異步發(fā)電機組，其優(yōu)點是:由于傳動系統(tǒng)部件的減少，提高了機組的可靠性，降低了噪聲；永磁發(fā)電技術及變速恒頻技術的采用，提高了風力發(fā)電機組的效率；利用變速恒頻技術，能夠進行無功功率補償。
[0037]直驅型永磁風力發(fā)電機組的變流器可以采用不可控整流+Boost+逆變的方案。該方案的原理是:將低速直驅型永磁風力發(fā)電機組發(fā)出的頻率、幅值變化的交流電經過整流之后變?yōu)橹绷麟?，經過Boost電路升壓后，再經過三相逆變器變換為三相恒幅交流電連接到電網(wǎng)。通過中間電力電子變換環(huán)節(jié)，可以對風力發(fā)電機組的有功功率和無功功率進行控制，從而最大效率的利用風能。Boost電路的輸入側有儲能電感，可以減小輸入電流紋波；輸出側有濾波電容，可以減小輸出電壓紋波；因此利用Boost電路在斬波的同時，還實現(xiàn)了功率因數(shù)矯正的作用。當風速變化時，不可控整流得到的電壓也在變化，而通過Boost電路的調節(jié)，可以保持直流側電壓的穩(wěn)定，使得輸出電壓保持恒定。不可控整流+Boost+逆變電路構成的整流器，控制簡單，實現(xiàn)起來相對容易，可靠性高，可以實現(xiàn)在無速度傳感器時對永磁同步發(fā)電機的控制，節(jié)約了成本。
[0038]S102、交流母線匯集所述升壓變壓器升壓后的交流電。
[0039]S103、海上換流站將所述交流母線上匯集的交流電變換為直流電。
[0040]S104、海底電纜將所述海上換流站變換后的直流電進行遠距離傳輸。
[0041 ] S105、陸上換流站將所述海底電纜傳輸?shù)闹绷?