[发明专利]一种海上风电柔性直流输电紧凑化控制保护系统

说明书

本发明公开了一种海上风电柔性直流输电紧凑化控制保护系统，将非参控信号单重化，而需要参控的核心信号接入采用双重化方式接入的极控制保护主机、站控主机、站用电主机，保证高可靠性。通过该划分，不仅保证柔性直流输电“大脑”控制保护系统的可靠性，同时大大减少了设备数量，为海上平台紧凑化提供有力保障。

技术领域

本发明属于电力系统柔性直流输电技术领域，特别涉及了一种海上风电柔性直流输电控制保护系统。

背景技术

当前，各国相继制定了碳达峰/碳中和的技术路线图，力图解决全球变暖和化石能源枯竭问题。风力发电作为一种重要的新能源，相对于海上风电相对于陆上风电，具有不占用土地资源、风资源更稳定、利用小时更高等优势。在海上风电资源中，远海风电资源更为广阔稳定。目前各国近海风电场还未开发资源有限，为获取更多的海上风能资源，海上风电场逐渐向深远海方向发展。交流传输因为容性无功电流、损耗、无功补偿和占用水域面积较宽等综合因素，使得柔性直流输电方式成为优选项。

柔性直流输电自产电压源特性特别适用于海上风电新能源传输。柔性直流输电控制保护系统是柔性直流输电的“大脑”。柔性直流输电换流站配置在海上平台上，整个海上平台一般包括主要设备空间和运行人员空间。现有的海上柔性直流输电控制保护系统通常采用陆上站柔性直流输电控制保护系统来进行配置。陆上站柔性直流输电控制保护系统通常按照运维最小分区来进行划分。例如，专利文献CN110021954A公布了一种柔性直流输电控制保护系统描述了控制保护包含的控制模块，主要偏向功能描述，对紧凑化未涉及。专利文献CN105823945A公布了海上风电柔性直流换流站紧凑化控制保护配置方法和系统，该方案将交流站控功能和站用电控制功能集成在交流站控系统中，将直流极保护区和联结变保护区集成在极控系统中，将联结变保护设备集成在直流极保护系统中。该方案将交流站控和站用电控制集成后将减少运维灵活性，同时未针对柔直大量非参控信号单重化处理机制，紧凑化程度不高。专利文献CN110021950A公布了一种柔直配网紧凑化控制保护主机，基于实时通信体系架构、采用开放式、模块化、紧凑化设计原则，实现了保护和控制装置结构和功能的紧凑化设计，但对柔性直流输电控制保护系统未涉及。

海上平台空间狭小局促，无人值守，因此以往陆上换流站按照运维最小分区进行控制保护系统布置不太适用海上风电柔直，迫切需要根据海上风电特性，在保障柔性直流输电高可靠性的前提下实现紧凑设计。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种海上风电柔性直流输电紧凑化控制保护系统，减少二次控制保护设备数量，实现控制保护系统的紧凑化设计。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种海上风电柔性直流输电紧凑化控制保护系统，包括：

用于主机互联和监控后台互联的标准化接口；

以双重化配置接入参控信号和重要监视信号的站控主机、极控制保护主机、站用电主机以及各主机配套的IO装置；所述极控制保护主机包括极控制主机和极保护主机，所述极控制主机与极保护主机合并为同一主机，或者所述极控制主机与极保护主机分离，极控制主机采用双重化配置，极保护主机采用三重化配置；

以单极化配置接入非参控制信号的辅助控制主机及其IO装置；

以及，采用三重化配置的联接变保护主机及其IO装置。

进一步地，所述标准化接口包括光纤接口和网络接口。

进一步地，所述光纤接口为基于光纤的LC、ST标准接口；所述网络接口为基于网线的百兆和千兆LAN网接口。

进一步地，系统包括两台站控主机，与核心参控和重要监视信号IO机箱实现交流场开关、刀闸控制和模拟量检测。

进一步地，系统包括两台站用电主机，与核心参控和重要监视信号IO机箱实现站用电监视与控制。