[发明专利]一种新型海上风电场大孤岛运行模式的供电方法

说明书

本发明公开了一种新型海上风电场大孤岛运行模式的供电方法，包括以下步骤：步骤1：海上风电场进入大孤岛运行模式，海上升压站调节储能装置，开启黑启动，使得启动至少一个风机机组作为供电机组；步骤2：供电机组以外的其他风机机组和海上升压站将需求总功率发送至供电机组，供电机组根据需求总功率，输出供电输出功率；步骤3：储能装置对供电输出功率进行功率调节，输出最终供电功率；步骤4：将最终供电功率传输至其他风机机组和海上升压站，完成大孤岛运行模式的供电。此发明解决了失去大电网支撑情况下自用电问题，通过风电机组作为主电源进行供电，配置储能装置调节功率平衡，保证了供电稳定性和可靠性，降低了风电场的建设成本。

技术领域

本发明涉及风电供电技术领域，具体涉及一种新型海上风电场大孤岛运行模式的供电方法。

背景技术

风电场产生电能都需要输送到无穷大电网上，同时也需要大电网对风电场自用电的支撑。海上风电场由于特殊情况(如台风等极端天气条件、线路维护检修等)与电网解列时会导致失去大电网支撑导致。在失去大电网支撑情况下，由于出海维护受天气影响较大(如台风期间禁止出海)，且海上风场检修维护周期较长，风机长时间失电无法偏航对风使得叶片无法处于载荷最优状态，同时也会对风机内部设备造成损害，降低使用寿命，所以海上风电场一般采用备用电源(如柴油发电机)作为应急电源，此时海上风电场处于孤岛运行状态。

当备用电源仅用于升压站辅助设备用电、风机与升压站保持断开时称为小孤岛运行；当备用电源同时用于升压站和各风电机组辅助设备用电时称为大孤岛运行。

当前海上风电场大孤岛运行所采用的备用电源，基本上都是采用柴油发电机。由于大电网断电之后，重新启动备用电源需要经历黑启动，黑启动期间各机组变压器的激磁涌流、线路的充电无功功率等都会使得柴油发电机需要更大的容量来承受，造成成本较高，且黑启动时间较长且有黑启动失败的隐患。柴油发电机需要存储足够的柴油并定期进行维护，同样额外增加了风电场建设和维护成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型海上风电场大孤岛运行模式的供电方法。此方法旨在解决海上风电场失去大电网支撑情况下海上风电场及海上升压站的自用电问题，通过风电机组作为大孤岛运行模式的主电源进行供电，配置配套的储能装置调节供电期间的功率平衡，保证海上风电场的供电稳定性和可靠性，降低风电场的建设成本。

为达到上述目的，本发明提供了一种新型海上风电场大孤岛运行模式的供电方法，海上风电场包括海上升压站和集电线路，且集电线路上设置有储能装置和多个风机机组，该方法包括以下步骤：

步骤1：海上风电场进入大孤岛运行模式，海上升压站调节储能装置，开启黑启动，使得启动至少一个风机机组作为供电机组；

步骤2：供电机组以外的其他风机机组和海上升压站将需求总功率发送至供电机组，供电机组根据需求总功率，输出供电输出功率；

步骤3：储能装置对供电输出功率进行功率调节，并输出最终供电功率；

步骤4：将最终供电功率传输至其他风机机组和海上升压站，完成海上风电场的大孤岛运行模式的供电。

最优选的，黑启动包括以下步骤：

步骤1.1：海上升压站输出无功功率，通过通讯装置传输至集电线路；

步骤1.2：判定无功功率是否满足集电线路的充电要求，即无功功率是否小于集电线路空载电压的阈值；

步骤1.3：若不满足，即无功功率大于集电线路空载电压的阈值，则重复步骤1.1-1.2；

步骤1.4：若满足，即无功功率小于或等于集电线路空载电压的阈值，则储能装置启动至少一个风机机组作为供电机组，使得供电机组进入空载状态。

最优选的，黑启动过程中还需要通过储能装置对无功功率进行平滑调节，防止无功功率出现过冲现象。