CN216929599U - 一种海上风电直流输电系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种海上风电直流输电系统，该系统采用包括多台串联连接的直流风机的串联直流风机阵列作为电源提供装置，可以有效地解决风电交流输电系统中存在无功充电电流和过电压的问题。此外，该系统中的海上直流升压站中采用单极性T型DC/DC变换器，对串联直流风机阵列输出的电压进行升压处理，降低了串联直流风机的绝缘要求，仅使用了一个海上变电环节即完成了海上变电，减小了所需部署的海上变电设备的体积，降低了海上变电设备的部署难度。

Description

一种海上风电直流输电系统

技术领域

本申请涉及风力发电技术领域，具体涉及一种海上风电直流输电系统。

背景技术

如今，柔性直流输电技术已成为海上风电并网的最佳选择。其原因在于，柔性直流输电技术是基于电压源换流器的高压直流输电技术，其在运行性能上超越了传统的直流输电技术；并且柔性直流输电技术以直流方式并网，不需要交流侧提供无功功率，本身能够动态补偿交流系统无功功率，稳定交流母线电压；采用以绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGate Bipolar Transistor，IGBT) 为代表的可关断器件，可以同时独立地调节有功功率和无功功率，不存在换相失败的问题，可以为无源系统供电。

目前，基于柔性直流输电技术的海上风电直流输电系统普遍由交流风机提供电源，此类海上风电直流输电系统的结构如图1所示，其中包括海上交流风机阵列1、交流汇集电路2、海上交流升压站3、海上AC/DC换流站4、海上柔性直流输电线路5、岸上DC/AC换流站6、换流变压器7和交流电网8。

在图1所示的海上风电直流输电系统中，交流风机阵列1中各交流风机并联连接，进而通过交流汇集电路2将交流电流传输至海上交流升压站3，该交流汇集电路2的存在，容易导致存在无功充电电流以及过电压等问题发生。此外，图1所示的海上风电直流输电系统包括过多的海上变电环节，如海上交流升压站3和海上AC/DC换流站4，为了实现这些变电环节，需要在海上部署大体积的变电设备，而这将增加海上变电设备的部署成本和部署难度，不满足海上风电的经济性要求。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种海上风电直流输电系统，能够减少海上风电直流输电系统中的海上变电环节，降低海上变电设备的部署成本和部署难度。

有鉴于此，本申请提供了一种海上风电直流输电系统，所述系统包括：至少一个串联直流风机阵列、海上直流升压站、柔性直流输电线路、岸上换流站和升压变压器；所述海上直流升压站中包括与所述至少一个串联直流风机阵列对应的至少一个DC/DC变换器；

所述串联直流风机阵列包括多台串联连接的直流风机；所述串联直流风机阵列中第一台直流风机的母线正端口与所述海上直流升压站中所述串联直流风机阵列对应的DC/DC变换器的输入端正极连接，所述串联直流风机阵列中最后一台直流风机的母线负端口与所述海上直流升压站中所述串联直流风机阵列对应的DC/DC变换器的输入端负极连接；

所述海上直流升压站中各DC/DC变换器为单极性T型DC/DC变换器，所述DC/DC变换器的输出端正极与所述柔性直流输电线路中的正极直流输电线路连接，所述DC/DC变换器的输出端负极与所述柔性直流输电线路中的负极直流输电线路连接；

所述柔性直流输电线路，用于将高压直流电传输至所述岸上换流站；

所述岸上换流站，用于将所述柔性直流输电线路传输过来的高压直流电转换为交流电，并将所述交流电传输至所述升压变压器；

所述升压变压器，用于对所述岸上换流站传输过来的交流电进行升压处理，以得到符合交流电网的电压等级的高压交流电，并将所述高压交流电传输至所述交流电网。

可选的，所述海上直流升压站中的DC/DC变换器为单极性三相T型 DC/DC变换器；

所述DC/DC变换器包括第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂；所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂均包括三相电路，每相电路包括多个子模块和桥臂电抗器；

所述第一桥臂的第一端连接所述DC/DC变换器的输入端正极，所述第一桥臂的第二端连接所述第二桥臂的第一端；所述第二桥臂的第二端通过旁路开关第一触点连接所述DC/DC变换器的输出端正极；所述第三桥臂的第一端连接所述第一桥臂与所述第二桥臂的中点，所述第三桥臂的第二端连接所述 DC/DC变换器的输入端负极，所述第三桥臂的第二端通过所述旁路开关第二触点连接所述DC/DC变换器的输出端负极；在所述DC/DC变换器的输出端正极与所述DC/DC变换器的输出端负极之间，连接有旁路开关第三触点；

所述旁路开关第一触点的控制逻辑与所述旁路开关第二触点的控制逻辑相同，所述旁路开关第一触点的控制逻辑与所述旁路开关第三触点的控制逻辑相反。

可选的，所述海上直流升压站中的DC/DC变换器为单极性单相T型 DC/DC变换器；

所述DC/DC变换器包括第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂；所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂均包括单相电路，所述单相电路包括多个子模块和桥臂电抗器；

所述第一桥臂的第一端连接所述DC/DC变换器的输入端正极，所述第一桥臂的第二端连接所述第二桥臂的第一端；所述第二桥臂的第二端通过旁路开关第一触点连接所述DC/DC变换器的输出端正极；所述第三桥臂的第一端连接所述第一桥臂与所述第二桥臂的中点，所述第三桥臂的第二端连接所述 DC/DC变换器的输入端负极，所述第三桥臂的第二端通过所述旁路开关第二触点连接所述DC/DC变换器的输出端负极；在所述DC/DC变换器的输出端正极与所述DC/DC变换器的输出端负极之间，连接有旁路开关第三触点；

所述旁路开关第一触点的控制逻辑与所述旁路开关第二触点的控制逻辑相同，所述旁路开关第一触点的控制逻辑与所述旁路开关第三触点的控制逻辑相反；

所述DC/DC变换器的输入端正极与所述DC/DC变换器的输入端负极通过带通滤波器连接；所述DC/DC变换器的输出端正极与所述DC/DC变换器的输出端负极通过带通滤波器连接。

可选的，所述子模块为全桥子模块；

所述全桥子模块包括并联的第一子桥臂、第二子桥臂和电容，所述第一子桥臂和所述第二子桥臂均包括串联的上桥臂开关管和下桥臂开关管，所述第一子桥臂和所述第二子桥臂中的上桥臂开关管均与所述电容的正极连接，所述第一子桥臂和所述第二子桥臂中的下桥臂开关管均与所述电容的负极连接；所述第一子桥臂中的上桥臂开关管和下桥臂开关管的连接点为所述全桥子模块的第一电气输出接口，所述第二子桥臂中的上桥臂开关管和下桥臂开关管的连接点为所述全桥子模块的第二电气输出接口。

可选的，所述全桥子模块的第一电气输出接口连接上一个全桥子模块的第二电气输出接口，所述全桥子模块的第二电气输出接口连接下一个全桥子模块的第一电气输出接口。

可选的，所述子模块为半桥子模块；

所述半桥子模块包括并联的子桥臂和电容；所述子桥臂包括串联的上桥臂开关管和下桥臂开关管，所述上桥臂开关管与所述电容的正极连接，所述下桥臂开关管与所述电容的负极连接；所述上桥臂开关管和所述下桥臂开关管的连接点为所述半桥子模块的第一电气输出接口，所述下桥臂开关管与所述电容的连接点为所述半桥子模块的第二电气输出接口。

可选的，所述半桥子模块的第一电气输出接口连接上一个半桥子模块的第二电气输出接口，所述半桥子模块的第二电气输出接口连接下一个半桥子模块的第一电气输出接口。

可选的，当所述系统包括多个所述串联直流风机阵列时，所述海上直流升压站中包括多个所述串联直流风机阵列各自对应的DC/DC变换器；

所述海上直流升压站中多个DC/DC变换器的输出端正极并联连接至所述柔性直流输电线路中的正极直流输电线路；

所述海上直流升压站中多个DC/DC变换器的输出端负极并联连接至所述柔性直流输电线路中的负极直流输电线路。

可选的，所述串联直流风机阵列中多台串联连接的直流风机的电压等级的总和，大于或等于所述串联直流风机阵列对应的直流汇集电压等级。

可选的，所述串联直流风机阵列中多台串联连接的直流风机的电压等级的总和与所述串联直流风机阵列对应的DC/DC变换器的变比的乘积，大于或等于所述柔性直流输电线路的电压等级。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请实施例提供了一种海上风电直流输电系统，该海上风电直流输电系统，一方面采用包括多台串联连接的直流风机的串联直流风机阵列作为电源提供装置，可以有效地解决风电交流输电系统中存在无功充电电流和过电压的问题；并且串联连接多台直流风机，可以在采用较短的连接线路的情况下使得串联直流风机阵列的输出电压达到所需的电压等级。另一方面，海上直流升压站中采用单极性T型DC/DC变换器，对串联直流风机阵列输出的电压进行升压处理，降低串联直流风机的绝缘要求，仅使用了一个海上变电环节即完成了海上变电，如此减小了所需部署的海上变电设备的体积，降低了海上变电设备的部署难度。

附图说明

图1为现有技术中的海上风电直流输电系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的海上风电直流输电系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的单极性三相T型DC/DC变换器的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的单极性单相T型DC/DC变换器的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种全桥子模块的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种半桥子模块的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的既包括全桥子模块、又包括半桥子模块的电路拓扑示意图；

图8为本申请实施例提供的单极性三相T型DC/DC变换器的并联拓扑图；

图9为本申请实施例提供的单极性单相T型DC/DC变换器的并联拓扑图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了解决现有的海上风电直流输电系统存在的无功充电电流、过电压和部署体积大、部署成本高等问题，本申请实施例提供了一种新的海上风电直流输电系统。

具体的，该海上风电直流输电系统包括至少一个串联直流风机阵列、海上直流升压站、柔性直流输电线路、岸上换流站和升压变压器，海上直流升压站中包括与至少一个串联直流风机阵列对应的至少一个DC/DC变换器。其中，串联直流风机阵列包括多台串联连接的直流风机；该串联直流风机阵列中第一台直流风机的母线正端口与海上直流升压站中该串联直流风机阵列对应的DC/DC变换器的输入端正极连接，该串联直流风机阵列中最后一台直流风机的母线负端口与海上直流升压站中该串联直流风机阵列对应的DC/DC变换器的输入端负极连接。海上直流升压站中各DC/DC变换器均为单极性T型 DC/DC变换器，DC/DC变换器的输出端正极与柔性直流输电线路中的正极直流输电线路连接，DC/DC变换器的输出端负极与柔性直流输电线路中的负极直流输电线路连接。柔性直流输电线路用于将高压直流电传输至岸上换流站；岸上换流站用于将柔性直流输电线路传输过来的高压直流电转换为交流电，并将该交流电传输至升压变压器；升压变压器用于对岸上换流站传输过来的交流电进行升压处理，以得到符合交流电网的电压等级的高压交流电，并将该高压交流电传输至交流电网。

上述海上风电直流输电系统，一方面采用包括多台串联连接的直流风机的串联直流风机阵列作为电源提供装置，可以有效地解决存在无功充电电流和过电压的问题；并且串联连接多台直流风机，可以在采用较短的连接线路的情况下使得串联直流风机阵列的输出电压达到所需的电压等级。另一方面，海上直流升压站中采用单极性T型DC/DC变换器，对串联直流风机阵列输出的电压进行升压处理，仅使用了一个海上变电环节即完成了海上变电，如此减小了所需部署的海上变电设备的体积，降低了海上变电设备的部署难度。

参见图2，图2为本申请实施例提供的海上风电直流输电系统的结构示意图。如图2所示，该海上风电直流输电系统包括：至少一个串联直流风机阵列201、海上直流升压站202、柔性直流输电线路203、岸上换流站204以及升压变压器205；海上直流升压站202中包括与至少一个串联直流风机阵列 201一一对应的至少一个DC/DC变换器。

其中，串联直流风机阵列201包括多台串联连接的直流风机。在该串联直流风机阵列中，第一台直流风机的母线正端口与海上直流升压站202中该串联直流风机阵列对应的DC/DC变换器的输入端正极连接，最后一台直流风机的母线负端口与海上直流升压站202中该串联直流风机阵列对应的DC/DC 变换器的输入端负极连接。

需要说明的是，串联直流风机阵列中各台串联连接的直流风机的电压等级的总和，应当大于或等于该串联直流风机阵列对应的直流汇集电压等级。具体的，假设串联直流风机阵列中包括M台串联的直流风机，并且每台直流风机输出的直流电压的电压等级均为Udc，若该串联直流风机阵列对应的直流汇集电压等级为Udc1，则需要保证Udc*M≥Udc1。

应理解，在本申请实施例提供的海上风电直流输电系统中，串联直流风机阵列的数量N应大于或等于1；相应地，海上直流升压站中包括的DC/DC 变换器的数量也为N，该海上直流升压站中包括的DC/DC变换器的数量也应大于或等于1。

其中，海上直流升压站202中各DC/DC变换器为单极性T型DC/DC变换器，每个DC/DC变换器的输出端正极均与柔性直流输电线路203中的正极直流输电线路(即DC+直流输电线路)连接，每个DC/DC变换器的输出端负极均与柔性直流输电线路203中的负极直流输电线路(即DC-直流输电线路) 连接。

需要说明的是，串联直流风机阵列中各台串联连接的直流风机的电压等级的总和与该串联直流风机阵列对应的DC/DC变换器的变比的乘积，应当大于或等于柔性直流输电线路的电压等级。具体的，仍假设串联直流风机阵列中包括M台串联的直流风机，并且每台直流风机输出的直流电压的电压等级均为Udc，并且假设该串联直流风机阵列对应的DC/DC变换器的变比等于K (K≥1)，则需要保证Udc*M*K≥UDC。

应理解，在本申请实施例中，串联直流风机阵列通过将直流风机串联的方式，提高直流汇集的电压等级，进而再通过海上直流升压站中与串联直流风机阵列对应的DC/DC变换器，将串联直流风机阵列输出的电压提高至高压输电等级。多个串联直流风机阵列及其各自对应的DC/DC变换器通过并联的方式，提高了直流输电的容量等级。

在一种可能的实现方式中，为了提高海上直流输电效率，海上直流升压站202中的DC/DC变换器具体可以为单极性三相T型DC/DC变换器。图3 所示为该种单极性三相T型DC/DC变换器的结构示意图。

如图3所示，该DC/DC变换器包括第一桥臂(即桥臂H)、第二桥臂(即桥臂L)和第三桥臂(即桥臂W)；该第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂中均包括三相电路，并且每相电路包括多个子模块SM和桥臂电抗器。此处每相电路包括的子模块具体可以是全桥子模块或者半桥子模块。

如图3所示，第一桥臂的第一端连接DC/DC变换器的输入端正极，第一桥臂的第二端连接第二桥臂的第一端。第二桥臂的第二端通过旁路开关第一触点S1连接DC/DC变换器的输出端正极。第三桥臂的第一端连接第一桥臂与第二桥臂的中点，该第三桥臂的第二端连述DC/DC变换器的输入端负极，该第三桥臂的第二端通过旁路开关第二触点S2连接DC/DC变换器的输出端负极。在DC/DC变换器的输出端正极与DC/DC变换器的输出端负极之间，连接有旁路开关第三触点S3。

需要说明的是，上述旁路开关第一触点S1的控制逻辑与旁路开关第二触点S2的控制逻辑相同，旁路开关第一触点S1的控制逻辑与旁路开关第三触点S3的控制逻辑相反。即当旁路开关第一触点S1和旁路开关第二触点S2处于闭合状态时，旁路开关第三触点S3处于关断状态；当旁路开关第一触点S1 和旁路开关第二触点S2处于关断状态时，旁路开关第三触点S3处于开通状态。

在另一种可能的实现方式中，为了减少海上变电设备的成本，海上直流升压站202中的DC/DC变换器具体可以为单极性单相T型DC/DC变换器。图4所示为该种单极性单相T型DC/DC变换器的结构示意图。

如图4所示，该DC/DC变换器包括第一桥臂(即桥臂H)、第二桥臂(即桥臂L)和第三桥臂(即桥臂W)；该第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂均包括单相电路，并且单相电路包括多个子模块SM和桥臂电抗器；此处单相电路包括的子模块具体可以是全桥子模块或者半桥子模块。

如图4所示，第一桥臂的第一端连接DC/DC变换器的输入端正极，第一桥臂的第二端连接第二桥臂的第一端。第二桥臂的第二端通过旁路开关第一触点S1连接DC/DC变换器的输出端正极。第三桥臂的第一端连接第一桥臂与第二桥臂的中点，第三桥臂的第二端连接DC/DC变换器的输入端负极，第三桥臂的第二端通过旁路开关第二触点S2连接DC/DC变换器的输出端负极。在DC/DC变换器的输出端正极与DC/DC变换器的输出端负极之间，连接有旁路开关第三触点S3。

需要说明的是，上述旁路开关第一触点S1的控制逻辑与旁路开关第二触点S2的控制逻辑相同，旁路开关第一触点S1的控制逻辑与旁路开关第三触点S3的控制逻辑相反。即当旁路开关第一触点S1和旁路开关第二触点S2处于闭合状态时，旁路开关第三触点S3处于关断状态；当旁路开关第一触点S1 和旁路开关第二触点S2处于关断状态时，旁路开关第三触点S3处于开通状态。

如图4所示，上述DC/DC变换器的输入端正极与DC/DC变换器的输入端负极，可以通过带通滤波器连接；上述DC/DC变换器的输出端正极与 DC/DC变换器的输出端负极，也可以通过带通滤波器连接。

正如上文所介绍的，在海上直流升压站202中的DC/DC变换器为单极性三相T型DC/DC变换器或者单极性单相T型DC/DC变换器的情况下，DC/DC 变换器中每相电路中包括的子模块SM可以是全桥子模块。图5所示为一种全桥子模块的结构示意图。

如图5所示，全桥子模块包括并联的第一子桥臂、第二子桥臂和电容C1，其中，第一子桥臂和第二子桥臂均包括串联的上桥臂开关管和下桥臂开关管，在第一子桥臂中包括上桥臂开关管T1和下桥臂开关管T2，在第二子桥臂中包括上桥臂开关管T3和下桥臂开关管T4。第一子桥臂中的上桥臂开关管T1 和第二子桥臂中的上桥臂开关管T3均与电容C1的正极连接，第一子桥臂中的下桥臂开关管T2和第二子桥臂中的下桥臂开关管T4均与电容C1的负极连接。第一子桥臂中的上桥臂开关管T1和下桥臂开关管T2的连接点为该全桥子模块的第一电气输出接口，第二子桥臂中的上桥臂开关管T3和下桥臂开关管T4的连接点为该全桥子模块的第二电气输出接口。

由于DC/DC变换器的每相电路中包括多个子模块SM，当所包括的多个子模块SM均为图5所示的全桥子模块时，可以通过以下方式连接每相电路中的多个全桥子模块。即针对每个全桥子模块，使其第一电气输出接口连接上一个全桥子模块的第二电气输出接口，使其第二电气输出接口连接下一个全桥子模块的第一电气输出接口；对于每相电路中的第一个全桥子模块，其不存在第一电气输出接口，对于每相电路中的最后一个全桥子模块，其不存在第二电气输出接口。

正如上文所介绍的，在海上直流升压站202中的DC/DC变换器为单极性三相T型DC/DC变换器或者单极性单相T型DC/DC变换器的情况下，DC/DC 变换器中每相电路中包括的子模块SM可以是半桥子模块。图6所示为一种半桥子模块的结构示意图。

如图6所示，半桥子模块包括并联的子桥臂和电容C2。其中，子桥臂包括串联的上桥臂开关管T5和下桥臂开关管T6，上桥臂开关管T5与电容C2 的正极连接，下桥臂开关管T6与电容C2的负极连接。上桥臂开关管T5和下桥臂开关管T6的连接点为该半桥子模块的第一电气输出接口，下桥臂开关管 T6与电容C2的连接点为该半桥子模块的第二电气输出接口。

由于DC/DC变换器的每相电路中包括多个子模块SM，当所包括的多个子模块SM均为图6所示的半桥子模块时，可以通过以下方式连接每相电路中的多个半桥子模块。即针对每个半桥子模块，使其第一电气输出接口连接上一个半桥子模块的第二电气输出接口，使其第二电气输出接口连接下一个半桥子模块的第一电气输出接口；对于每相电路中的第一个半桥子模块，其不存在第一电气输出接口，对于每相电路中的最后一个半桥子模块，其不存在第二电气输出接口。

在实际应用中，每相电路中的各个子模块可以既包括全桥子模块，又包括半桥子模块，在该种情况下，可以按序将电路中的全桥子模块和半桥子模块连接起来。图7所示即为一种既包括全桥子模块、又包括半桥子模块的电路拓扑示意图。

正如上文所介绍的，当本申请实施例提供的海上风电直流输电系统包括多个串联直流风机阵列201时，海上直流升压站202中相应地包括多个串联直流风机阵列201各自对应的DC/DC变换器。海上直流升压站202中多个 DC/DC变换器的输出端正极并联连接至柔性直流输电线路203中的DC+直流输电线路；海上直流升压站202中多个DC/DC变换器的输出端负极并联连接至柔性直流输电线路203中的DC-直流输电线路。

图8示出了当海上直流升压站202中包括的各DC/DC变换器为单极性三相T型DC/DC变换器时，这些单极性三相T型DC/DC变换器的并联方式；即各单极性三相T型DC/DC变换器的输出端正极均连接至柔性直流输电线路 203中的DC+直流输电线路，各单极性三相T型DC/DC变换器的输出端负极均连接至柔性直流输电线路203中的DC-流输电线路。图9出了当海上直流升压站202中包括的各DC/DC变换器为单极性单相T型DC/DC变换器时，这些单极性单相T型DC/DC变换器的并联方式；即各单极性单相T型DC/DC 变换器的输出端正极均连接至柔性直流输电线路203中的DC+直流输电线路，各单极性单相T型DC/DC变换器的输出端负极均连接至柔性直流输电线路 203中的DC-流输电线路。

在本申请实施例提供的海上风电直流输电系统中，柔性直流输电线路203 用于将海上直流升压站202产生的高压直流电传输至岸上换流站204。岸上换流站204用于将柔性直流输电线路203传输过来的高压直流电转换为交流电，并将该交流电传输至所述升压变压器205。升压变压器205用于对岸上换流站 204传输过来的交流电进行升压处理，以得到符合交流电网206的电压等级的高压交流电，并将该高压交流电传输至交流电网206。

上述海上风电直流输电系统，一方面采用包括多台串联连接的直流风机的串联直流风机阵列作为电源提供装置，可以有效地解决风电交流输电系统中存在无功充电电流和过电压的问题；并且串联连接多台直流风机，可以在采用较短的连接线路的情况下使得串联直流风机阵列的输出电压达到所需的电压等级。另一方面，海上直流升压站中采用单极性T型DC/DC变换器，对串联直流风机阵列输出的电压进行升压处理，降低串联直流风机的绝缘要求，仅使用了一个海上变电环节即完成了海上变电，如此减小了所需部署的海上变电设备的体积，降低了海上变电设备的部署难度。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或 c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种海上风电直流输电系统，其特征在于，所述系统包括：至少一个串联直流风机阵列、海上直流升压站、柔性直流输电线路、岸上换流站和升压变压器；所述海上直流升压站中包括与所述至少一个串联直流风机阵列对应的至少一个DC/DC变换器；

所述串联直流风机阵列包括多台串联连接的直流风机；所述串联直流风机阵列中第一台直流风机的母线正端口与所述海上直流升压站中所述串联直流风机阵列对应的DC/DC变换器的输入端正极连接，所述串联直流风机阵列中最后一台直流风机的母线负端口与所述海上直流升压站中所述串联直流风机阵列对应的DC/DC变换器的输入端负极连接；

所述海上直流升压站中各DC/DC变换器为单极性T型DC/DC变换器，所述DC/DC变换器的输出端正极与所述柔性直流输电线路中的正极直流输电线路连接，所述DC/DC变换器的输出端负极与所述柔性直流输电线路中的负极直流输电线路连接；

所述柔性直流输电线路，用于将高压直流电传输至所述岸上换流站；

所述岸上换流站，用于将所述柔性直流输电线路传输过来的高压直流电转换为交流电，并将所述交流电传输至所述升压变压器；

所述升压变压器，用于对所述岸上换流站传输过来的交流电进行升压处理，以得到符合交流电网的电压等级的高压交流电，并将所述高压交流电传输至所述交流电网。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述海上直流升压站中的DC/DC变换器为单极性三相T型DC/DC变换器；

所述DC/DC变换器包括第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂；所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂均包括三相电路，每相电路包括多个子模块和桥臂电抗器；

所述第一桥臂的第一端连接所述DC/DC变换器的输入端正极，所述第一桥臂的第二端连接所述第二桥臂的第一端；所述第二桥臂的第二端通过旁路开关第一触点连接所述DC/DC变换器的输出端正极；所述第三桥臂的第一端连接所述第一桥臂与所述第二桥臂的中点，所述第三桥臂的第二端连接所述DC/DC变换器的输入端负极，所述第三桥臂的第二端通过所述旁路开关第二触点连接所述DC/DC变换器的输出端负极；在所述DC/DC变换器的输出端正极与所述DC/DC变换器的输出端负极之间，连接有旁路开关第三触点；

所述旁路开关第一触点的控制逻辑与所述旁路开关的第二触点的控制逻辑相同，所述旁路开关的第一触点的控制逻辑与所述旁路开关的第三触点的控制逻辑相反。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述海上直流升压站中的DC/DC变换器为单极性单相T型DC/DC变换器；

所述DC/DC变换器包括第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂；所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂均包括单相电路，所述单相电路包括多个子模块和桥臂电抗器；

所述第一桥臂的第一端连接所述DC/DC变换器的输入端正极，所述第一桥臂的第二端连接所述第二桥臂的第一端；所述第二桥臂的第二端通过旁路开关第一触点连接所述DC/DC变换器的输出端正极；所述第三桥臂的第一端连接所述第一桥臂与所述第二桥臂的中点，所述第三桥臂的第二端连接所述DC/DC变换器的输入端负极，所述第三桥臂的第二端通过所述旁路开关第二触点连接所述DC/DC变换器的输出端负极；在所述DC/DC变换器的输出端正极与所述DC/DC变换器的输出端负极之间，连接有旁路开关第三触点；

所述旁路开关第一触点的控制逻辑与所述旁路开关第二触点的控制逻辑相同，所述旁路开关第一触点的控制逻辑与所述旁路开关第三触点的控制逻辑相反；

所述DC/DC变换器的输入端正极与所述DC/DC变换器的输入端负极通过带通滤波器连接；所述DC/DC变换器的输出端正极与所述DC/DC变换器的输出端负极通过带通滤波器连接。

4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述子模块为全桥子模块；

所述全桥子模块包括并联的第一子桥臂、第二子桥臂和电容，所述第一子桥臂和所述第二子桥臂均包括串联的上桥臂开关管和下桥臂开关管，所述第一子桥臂和所述第二子桥臂中的上桥臂开关管均与所述电容的正极连接，所述第一子桥臂和所述第二子桥臂中的下桥臂开关管均与所述电容的负极连接；所述第一子桥臂中的上桥臂开关管和下桥臂开关管的连接点为所述全桥子模块的第一电气输出接口，所述第二子桥臂中的上桥臂开关管和下桥臂开关管的连接点为所述全桥子模块的第二电气输出接口。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述全桥子模块的第一电气输出接口连接上一个全桥子模块的第二电气输出接口，所述全桥子模块的第二电气输出接口连接下一个全桥子模块的第一电气输出接口。

6.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述子模块为半桥子模块；

所述半桥子模块包括并联的子桥臂和电容；所述子桥臂包括串联的上桥臂开关管和下桥臂开关管，所述上桥臂开关管与所述电容的正极连接，所述下桥臂开关管与所述电容的负极连接；所述上桥臂开关管和所述下桥臂开关管的连接点为所述半桥子模块的第一电气输出接口，所述下桥臂开关管与所述电容的连接点为所述半桥子模块的第二电气输出接口。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述半桥子模块的第一电气输出接口连接上一个半桥子模块的第二电气输出接口，所述半桥子模块的第二电气输出接口连接下一个半桥子模块的第一电气输出接口。

8.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，当所述系统包括多个所述串联直流风机阵列时，所述海上直流升压站中包括多个所述串联直流风机阵列各自对应的DC/DC变换器；

所述海上直流升压站中多个DC/DC变换器的输出端正极并联连接至所述柔性直流输电线路中的正极直流输电线路；

所述海上直流升压站中多个DC/DC变换器的输出端负极并联连接至所述柔性直流输电线路中的负极直流输电线路。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述串联直流风机阵列中多台串联连接的直流风机的电压等级的总和，大于或等于所述串联直流风机阵列对应的直流汇集电压等级。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述串联直流风机阵列中多台串联连接的直流风机的电压等级的总和与所述串联直流风机阵列对应的DC/DC变换器的变比的乘积，大于或等于所述柔性直流输电线路的电压等级。

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