一种海上风电直流送出陆上换流站的测点系统的制作方法

1.本发明涉及海上风电柔性直流输电系统技术领域，尤其涉及一种海上风电直流送出陆上换流站的测点系统。


背景技术：

2.海上风电具有发电利用小时高、风能质量好等优点，是极具规模开发条件、商业化前景的新能源发电技术。直流输电技术是目前深远海大容量风电场开发最主流的输电技术。随着输送容量的增大，考虑设备制造能力，海上风电柔性直流输电系统送受端换流站将出现多变压器并列运行结构，陆上换流站的测点设计较于以往陆上直流工程更为复杂。
3.海上风电柔性直流输电系统陆上换流站的特点为多变压器并联运行且多变压器阀侧共用接地系统，其结构拓扑如图1所示，在现有设计中，每台变压器交流侧出现通常未经汇集直接接入电网交流串中，如果按此进行电压测点布点，将会存在以下问题：
4.1、陆上换流站存在多个网侧电压测量点，如图1中的uacy1、uacy2、uacy3，网侧电压值是直流电压控制策略所需要的电气量，因此直流电压控制策略面临多网侧电压测量值选择问题。
5.2、如当uacy1选为直流电压控制所需的测量点后，若该测点所在变压器因故退出运行后，直流电压控制测量面临网侧电压测点切换问题，测点切换可能会给系统带来扰动。
6.3、多网侧出现拓扑存在多个网侧无功功率控制点，面临网侧无功功率控制选择问题和多变压器分接头档位调节不一致问题。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种海上风电直流送出陆上换流站的测点系统，用于解决现有的海上风电柔性直流输电系统陆上换流站的测点布置方式采用未经汇集直接接入电网交流串的方式，存在测点选择问题、测点切换问题、网侧无功功率控制选择问题和多变压器分接头档位调节不一致问题的技术问题。
8.有鉴于此，本发明提供了一种海上风电直流送出陆上换流站的测点系统，包括500kv交流母线串、陆上换流站变压器、陆上换流站直流换流器、桥臂电抗器和卸荷电路，其特征在于，还包括电磁式电压互感器和电子式电压互感器；
9.所有陆上换流站变压器的出线汇集后接入500kv交流母线串，陆上换流站变压器的出线汇集处配置电磁式电压互感器，所有陆上换流站变压器的阀侧汇集后接入陆上换流站直流换流器，陆上换流站变压器的阀侧汇集处配置电子式电压互感器和电磁式电压互感器，陆上换流站变压器的每个网侧绕组配置电磁式电压互感器，每个陆上换流站变压器的阀侧配置电磁式电压互感器，桥臂电抗器后端配置电子式电压互感器。
10.可选地，陆上换流站变压器的阀侧共用接地系统配置单相电子式电压互感器。
11.可选地，陆上换流站变压器的网侧绕组配置的电磁式电压互感器布置在母线gis设备内。
12.可选地，还包括电磁式电流互感器、电子式电流互感器和光学电流互感器；
13.陆上换流站变压器的每个网侧绕组配置电磁式电流互感器，陆上换流站变压器的阀侧配置电磁式电流互感器，陆上换流站变压器的网侧接地配置电磁式电流互感器和电子式电流互感器，陆上换流站变压器的阀侧gis开关两侧配置电磁式电流互感器，陆上换流站变压器的阀侧汇集处配置光学电流互感器，陆上换流站直流换流器与桥臂电抗器之间配置光学电流互感器，桥臂电抗器后端配置电子式电流互感器，卸荷电路两侧配置光学电流互感器，陆上换流站变压器的网侧接地回路配置电子式电流互感器。
14.可选地，陆上换流站变压器的阀侧接地回路配置电子式电流互感器。
15.从以上技术方案可以看出，本发明提供的海上风电直流送出陆上换流站的测点系统具有以下优点：
16.本发明提供的海上风电直流送出陆上换流站的测点系统，在每台陆上换流站变压器的出线端对出线进行汇集后再接入500kv交流母线串，然后在出线汇集处配置电磁式电压互感器作为网侧电压测点，在陆上换流站变压器的阀侧汇集处配置电子式电压互感器作为阀侧电压测点，避免了采用未经汇集直接接入电网交流串的方式存在的测点选择问题、测点切换问题、网侧无功功率控制选择问题和多变压器分接头档位调节不一致问题。因此，本发明提供的海上风电直流送出陆上换流站的测点系统，解决了现有的海上风电柔性直流输电系统陆上换流站的测点布置方式采用未经汇集直接接入电网交流串的方式，存在测点选择问题、测点切换问题、网侧无功功率控制选择问题和多变压器分接头档位调节不一致问题的技术问题。
17.本发明提供的海上风电直流送出陆上换流站的测点系统，还考虑了三次谐波的注入监视问题，在陆上换流站变压器的阀侧共用接地系统配置单相电子式电压互感器，用于对三次谐波电压进行检测。
18.本发明提供的海上风电直流送出陆上换流站的测点系统，还包括了对海上风电直流送出陆上换流站进行电流控制的电流测点的布置，同时考虑了卸荷电路的电流监测需求，在卸荷电路两侧配置光学电流互感器，用于直流卸荷电路区域故障判断。因而实现了海上风电直流送出陆上换流站的电流测点布置，满足了海上风电直流送出陆上换流站电流控制需求。
附图说明
19.为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1为现有的海上换流站拓扑结构示意图；
21.图2为本发明中提供的海上风电直流送出陆上换流站的测点系统的测点布置示意图。
具体实施方式
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的
附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.为了便于理解，请参阅图2，本发明中提供了一种海上风电直流送出陆上换流站的测点系统的实施例，包括500kv交流母线串、陆上换流站变压器、陆上换流站直流换流器、桥臂电抗器和卸荷电路，还包括电磁式电压互感器和电子式电压互感器；
24.所有陆上换流站变压器的出线汇集后接入500kv交流母线串，陆上换流站变压器的出线汇集处配置电磁式电压互感器，所有陆上换流站变压器的阀侧汇集后接入陆上换流站直流换流器，陆上换流站变压器的阀侧汇集处配置电子式电压互感器和电磁式电压互感器，陆上换流站变压器的每个网侧绕组配置电磁式电压互感器，每个陆上换流站变压器的阀侧配置电磁式电压互感器，桥臂电抗器后端配置电子式电压互感器。
25.需要说明的是，本发明实施例中提供的海上风电直流送出陆上换流站的测点系统，适用于任意数量多变压器并联、共用接地系统的陆上换流站的测点设计。以图2的拓扑结构为例，在每台陆上换流站变压器的出现汇集后接入500kv交流母线串，然后在汇集处配置网侧测点uacy，uacy为电磁式电压互感器，用于交流保护、直流电压控制算法所需的网侧电压测量值。由于陆上换流站土地有限，而gis设备空间小，因此开关类设备通常使用紧凑型gis设备。电磁式电压传感器uacy可布置在gis设备中，即图2中的b7。
26.在陆上换流站变压器的阀侧汇集处母线配置电磁式电压互感器uacv，用于判断直流系统充电接地故障、变压器再投入使用同期检测。在电磁式电压互感器uacv后配置电子式电压互感器uacd，用于直流电压控制算法所需的阀侧电压测量值和高频保护。
27.以陆上换流站1号变压器电压互感器测点设计为例，其余变压器电压互感器测点布置与1号变压器保持一致。每个网侧绕组需要配置电磁式电压互感器uacs1，主要用于陆上换流站换流变压器保护、选相合闸、稳控接入等设备，同时方便换流变压器再投入带电判断。当任意母线切除时，仍能保证该信号量与上述设备信号连接。该测点可布置在母线gis设备内。
28.1号变压器阀侧配置电磁式电压互感器uacv1，可用于换流站变压器退出后再投入带电情况检测，同时可用于充电期间换流变阀侧接地故障检测。
29.陆上换流站直流侧桥臂电抗器后端配置电子式电压互感器udp、udn，用于故障的过压判断。
30.若考虑到陆上换流站系统采用了三次谐波注入法，则变压器阀侧共用接地系统配置单相电子式电压互感器uacg，用于三次谐波电压检测。
31.iacr为纯光学电流互感器，在系统启动阶段用于检测流经启动回路上的电流。
32.本发明提供的海上风电直流送出陆上换流站的测点系统，在每台陆上换流站变压器的出线端对出线进行汇集后再接入500kv交流母线串，然后在出线汇集处配置电磁式电压互感器作为网侧电压测点，在陆上换流站变压器的阀侧汇集处配置电子式电压互感器作为阀侧电压测点，避免了采用未经汇集直接接入电网交流串的方式存在的测点选择问题、测点切换问题、网侧无功功率控制选择问题和多变压器分接头档位调节不一致问题。因此，本发明提供的海上风电直流送出陆上换流站的测点系统，解决了现有的海上风电柔性直流输电系统陆上换流站的测点布置方式采用未经汇集直接接入电网交流串的方式，存在测点
选择问题、测点切换问题、网侧无功功率控制选择问题和多变压器分接头档位调节不一致问题的技术问题。
33.本发明提供的海上风电直流送出陆上换流站的测点系统，还考虑了三次谐波的注入监视问题，在陆上换流站变压器的阀侧共用接地系统配置单相电子式电压互感器，用于对三次谐波电压进行检测。
34.本发明提供的海上风电直流送出陆上换流站的测点系统，还提供了电流测点的布置方案：
35.以陆上换流站1号变压器电流互感器测点设计为例，其余变压器电流互感器测点布置与1号变压器保持一致。每台变压器绕组和阀侧配置电磁式电流互感器is1、ivt1，主要用于变压器本体保护。变压器网侧接地配置电磁式电流互感器idz1，用于零序电流检测、配置电子式电流互感器idny，用于变压器直流偏置检测。变压器阀侧gis开关两侧配置电磁式电流互感器tl1、tr1，与套管电流ivt1差动保护，用于检测变压器阀侧故障。多变压器阀侧汇集处配置光学电流互感器ivc，用于直流控制系统及保护系统。陆上换流站直流侧换流器与桥臂电抗器之间需配置光学电流互感器ibp、ibn，用于换流器故障判断。桥臂电抗器后端配置电子式电流互感器idp、idn，用于直流极区故障判断。陆上换流站卸荷电路需配置光学电流互感器isidp、isidn，用于直流卸荷电路区域故障判断。陆上换流站变压器的网侧接地回路配置电子式电流互感器iacz，用于检测换流变阀侧中性点电流。还可以在变压器阀侧接地回路配置电子式电流互感器ta1，用于检测变压器退出后再投入接地系统带电及故障情况下故障电流检测。
36.本发明提供的海上风电直流送出陆上换流站的测点系统，还包括了对海上风电直流送出陆上换流站进行电流控制的电流测点的布置，同时考虑了卸荷电路的电流监测需求，在卸荷电路两侧配置光学电流互感器，用于直流卸荷电路区域故障判断。因而实现了海上风电直流送出陆上换流站的电流测点布置，满足了海上风电直流送出陆上换流站电流控制需求。
37.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。