基于直流GIS设备的对称双极海上换流站紧凑化布置研究

张勇; 胡金; 夏泠风; 刘超; 陈迪超

doi:null

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于直流GIS设备的对称双极海上换流站紧凑化布置研究

更新时间：2025-06-18

- 基于直流GIS设备的对称双极海上换流站紧凑化布置研究
- Research on Compact Layout of Symmetric Bipolar Offshore Converter Stations Based on DC GIS Equipment
- 高压电器 2025年页码：1-13
- 作者机构：
  
  深圳中广核工程设计有限公司，广东　深圳　 518000
  2.中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，武汉　 430000
- 作者简介：
  
  张勇（1986—），男，高级工程师，主要从事海上风电设计相关工作（E-mail：50531509@163.com）。
- 基金信息：
- DOI：
  中图分类号：
- 纸质出版日期：
- 稿件说明：
移动端阅览
张勇, 胡金, 夏泠风, 等. 基于直流GIS设备的对称双极海上换流站紧凑化布置研究[J/OL]. 高压电器, 2025,1-13.

ZHANG Yong, HU Jin, XIA Lingfeng, et al. Research on Compact Layout of Symmetric Bipolar Offshore Converter Stations Based on DC GIS Equipment[J/OL]. High voltage apparatus, 2025, 1-13.
张勇, 胡金, 夏泠风, 等. 基于直流GIS设备的对称双极海上换流站紧凑化布置研究[J/OL]. 高压电器, 2025,1-13. DOI：

ZHANG Yong, HU Jin, XIA Lingfeng, et al. Research on Compact Layout of Symmetric Bipolar Offshore Converter Stations Based on DC GIS Equipment[J/OL]. High voltage apparatus, 2025, 1-13. DOI：

摘要

随着海上风电装机容量不断增大，采用高可靠性的双极拓扑方式可以降低单极停运时的电量损失，但其接线复杂、设备多、阀侧设备需承受直流偏置电压的特点，使其海上换流站的建设成本过高。文中研究了基于直流GIS设备的海上换流站换柔直变阀侧和直流场区域紧凑型布置方案，并与对称单极拓扑进行全寿命周期技术经济对比。研究结果表明，采用直流GIS可以显著优化对称双极海上换流站的尺寸重量及造价，大幅提升全寿命周期经济性平衡点的离岸距离，扩展对称双极在大容量深远海海上风电送出的应用场景。

Abstract

As the installed capacity of offshore wind power keeps increasing

adopting a highly reliable bipolar topology can reduce the power loss during single pole shutdown. However

its complex wiring

multiple equipment

and DC bias voltage withstand requirement of valve side equipment make the construction cost much higher than mono-polar topology. This article studies a compact layout scheme for the valve side and DC yard of offshore converter stations based on DC GIS equipment

and compares full life cycle technology and economy index with a mono-polar topology. The research results indicate that the use of DC GIS can significantly optimize the size

weight

and cost of bipolar offshore converter stations

significantly increase the offshore distance of the economic balance point throughout the entire life cycle

and expand the application scenarios of bipolar topology in large-scale and far-reaching offshore wind power transmission.

关键词

Keywords

references

朱家宁 , 张诗钽 , 葛维春 , 等 . 海上风电外送及电能输送技术综述 [J ] . 发电技术 , 2022 , 43 ( 2 ): 236 - 248 .

ZHU Jianing , ZHANG Shitan , GE Weichun , et al . Overview of offshore wind power transmission and power transportation technology [J ] . Power Generation Technology , 2022 , 43 ( 2 ): 236 - 248 .

高根男 , 张兰红 , 陈小海 . 柔性直流输电技术在海上风电中的应用研究 [J ] . 自动化仪表 , 2022 , 43 ( 6 ): 90 - 94 .

GAO Gennan , ZHANG Lanhong , CHEN Xiaohai . Research on application of VSC-HVDC technology in offshore wind power [J ] . Process Automation Instrumentation , 2022 , 43 ( 6 ): 90 - 94 .

刘景晖 , 万振东 , 李飞科 . 大规模海上风电场集群交直流输电方式的等价距离研究 [J ] . 电力勘测设计 , 2020 ( 4 ): 1 - 5 .

LIU Jinghui , WAN Zhendong , LI Feike . Study on equivalent distance of transmission mode for large scale offshore wind farm cluster [J ] . Electric Power Survey & Design , 2020 ( 4 ): 1 - 5 .

邹常跃 , 韦嵘晖 , 冯俊杰 , 等 . 柔性直流输电发展现状及应用前景 [J ] . 南方电网技术 , 2022 , 16 ( 3 ): 1 - 7 .

ZOU Changyue , WEI Ronghui , FENG Junjie , et al . Development status and application prospect of VSC-HVDC [J ] . Southern Power System Technology , 2022 , 16 ( 3 ): 1 - 7 .

卢毓欣 , 赵晓斌 , 李岩 , 等 . 海上风电送出用柔性直流换流站电气主接线 [J ] . 南方电网技术 , 2020 , 14 ( 12 ): 25 - 31 .

LU Yuxin , ZHAO Xiaobin , LI Yan , et al . Main electrical connection of VSC-HVDC converter stations for offshore wind farm integration [J ] . Southern Power System Technology , 2020 , 14 ( 12 ): 25 - 31 .

赵朗 , 艾欣 , 赖柏竹 , 等 . 对称双极柔性直流输电系统的运行特性研究 [J ] . 华北电力大学学报 , 2016 , 43 ( 4 ): 14 - 20 .

ZHAO Lang , AI Xin , LAI Baizhu , et al . Study on operation characteristics of bipolar symmetric flexible DC transmission system [J ] . Journal of North China Electric Power University , 2016 , 43 ( 4 ): 14 - 20 .

周泓宇 , 姚伟 , 左文平 , 等 . 海上风电直流单极接地故障下容错运行的组网方案与控制 [J ] . 中国电机工程学报 , 2022 , 42 ( 13 ): 4835 - 4847 .

ZHOU Hongyu , YAO Wei , ZUO Wenping , et al . Grid forming scheme and control for fault-tolerant operation of offshore wind power under DC unipolar grounding fault [J ] . Proceedings of the CSEE , 2022 , 42 ( 13 ): 4835 - 4847 .

王加龙 , 杨勇 , 魏鹏 , 等 . 海上柔性直流换流站冷却系统可靠性设计与设备质量管控 [J ] . 设备监理 , 2022 ( 2 ): 13 - 17 .

WANG Jialong , YANG Yong , WEI Peng , et al . Reliability design and quality control of the cooling system for offshore VSC-HVDC converter station [J ] . Plant Engineering Consultants , 2022 ( 2 ): 13 - 17 .

陈鹏 , 周国梁 , 马亮 , 等 . 海上柔性直流换流站阀厅布置及尺寸计算方法 [J ] . 南方电网技术 , 2021 , 15 ( 11 ): 62 - 66 .

CHEN Peng , ZHOU Guoliang , MA Liang , et al . Electrical equipment layout and size calculation method of valve hall for the offshore VSC-HVDC converter station [J ] . Southern Power System Technology , 2021 , 15 ( 11 ): 62 - 66 .

刘生 . 大容量海上柔性直流换流站紧凑型布置研究 [J ] . 南方能源建 , 2021 , 8 ( 1 ): 45 - 50 .

LIU Sheng . Research on compact layout of large capacity offshore flexible DC converter station [J ] . Southern Energy Construction , 2021 , 8 ( 1 ): 45 - 50 .

吕杰 , 杨维稼 , 黄玮 , 等 . 66 kV交流接入海上换流站方案的技术经济性 [J ] . 中国电力 , 2020 , 53 ( 7 ): 72 - 79 .

LYU Jie , YANG Weijia , HUANG Wei , et al . Techno-economic of 66 kV AC Connection Solution for Offshore Wind Power [J ] . Electric Power , 2020 , 53 ( 7 ): 72 - 79 .

周嘉意 , 史华军 . 海上换流站围护结构舾装节点构造设计 [J ] . 科技创新与应用 , 2022 , 12 ( 11 ): 105 - 108 .

ZHOU Jiayi , SHI Huajun . Design of outfitting node structure for offshore converter station enclosure structure [J ] . Technology Innovation and Application , 2022 , 12 ( 11 ): 105 - 108 .

毛永东 , 许梓盼 , 王劲柏 , 等 . 海上风电换流站户内直流场气流组织优化研究 [J ] . 建筑热能通风空调 , 2022 , 41 ( 5 ): 82 - 85 .

MAO Yongdong , XU Zipan , WANG Jinbai , et al . A comparative study of air distribution schemes for an indoor DC field within offshore converter station [J ] . Building Energy & Environment , 2022 , 41 ( 5 ): 82 - 85 .

王帅 , 任军辉 , 娄彦涛 , 等 . ±525 kV/2 GW海上风电柔性直流送出系统海上换流站设备选型探讨 [J ] . 高压电器 , 2022 , 58 ( 7 ): 11 - 17 .

WANG Shuai , REN Junhui , LOU Yantao , et al . Discussion on equipment selection of offshore converter station of ± 525 kV/2 GW offshore wind power flexible DC transmission system [J ] . High Voltage Apparatus , 2022 , 58 ( 7 ): 11 - 17 .

袁艺嘉 , 孔明 , 李元贞 . 海上风电柔性直流换流平台用±200 kV直流GIS关键电气应力研究 [J ] . 广东电力 , 2021 , 34 ( 5 ): 38 - 47 .

YUAN Yijia , KONG Ming , LI Yuanzhen . Study on key electrical stress of ± 200 kV DC GIS for VSC-HVDC converter platform for offshore wind power [J ] . Guangdong Electric Power , 2021 , 34 ( 5 ): 38 - 47 .

李德军 , 刘志民 , KOSSE M , 等 . 一种先进的±550 kV高压直流GIS及其潜在应用 [J ] . 高压电器 , 2020 , 56 ( 6 ): 32 - 41 .

LI Dejun , LIU Zhimin , KOSSE M , et al . State-of-the-art ±550 kV direct current high voltage gas insulated switchgear and potential applications [J ] . High Voltage Apparatus , 2020 , 56 ( 6 ): 32 - 41 .

孟维东 , 汤伟 , 魏俊梅 . 高压直流GIS母线绝缘性能研究 [J ] . 高压电器 , 2022 , 58 ( 5 ): 80 - 86 .

MENG Weidong , TANG Wei , WEI Junmei . Research on insulation performance of busbar in HVDC GIS [J ] . High Voltage Apparatus , 2022 , 58 ( 5 ): 80 - 86 .

张长虹 , 张博雅 , 李明洋 , 等 . 高压直流GIL设备绝缘关键技术研究综述 [J ] . 高电压技术 , 2023 , 49 ( 3 ): 920 - 936 .

ZHANG Changhong , ZHANG Boya , LI Mingyang , et al . Review of key insulation technologies of HVDC GIL [J ] . High Voltage Engineering , 2023 , 49 ( 3 ): 920 - 936 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于直流GIS设备的对称双极海上换流站紧凑化布置研究

±550 kV直流GIS长期带电试验研究

直流电压下GIS盆式绝缘子表面电荷及电场分布特性仿真研究