轻型直流输电系统在海上油气田的应用

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1、技术与应用轻型直流输电系统在海上油气田的应用彭泽煊梁允源胡辉李大全宋作如(中海石油(中国)有限公司湛江分公司，广东湛江524057)摘要基于轻型直流输电(HVDCLight)在海上油气田的运用实例，分析设计了轻型直流输电系统的拓扑结构，阐述了其工作原理和控制策略。系统采用正负直流母线双极供电模式，系统可在“双极模式”与“单极模式”之间安全切换，且发生“单极故障”可带电维修，大大提高系统了系统运行的可靠性。最后应用Matlab仿真软件搭建了系统的Simulink仿真模型，仿真结果验证了系统设计的正

2、确性与可行性，为轻型直流输电技术在海上油气田的应用奠定了坚实基础。关键词：轻型直流输电；双极供电；海上油气田ApplicationResearchofHVDCLightSystemintheoffshore0ilPlatformPengZexuanLiangYunyuanHuHuiLiDaquanSongZuoru(CNOOC(China)LtdZhanjiangBranch，Zhanjiang，Guangdong524057)Abstraet0nthebasisoftheapplication

3、0fHVDCLightintheoffshoreoil．thisarticledesignsthestructureoftheHVDCLightsystemanddescribstheprincipleandthecontrolstrategy．Inordertoimprovethereliability,thebipolarpowersupplymodeofthepositiveandnegativeDCbuswasadopted．Thesystemachievedtheswitchbetwe

4、enthebipolarmodeandtheunipolarmodeandchargedmaintenance．MatlabsimulationsoftwaresetupthesimulationmodelOfmissystem，thesimulationresultprovedthecorrectnessandfeasibilityofthedesign．ThedesignofmissystemlaidasolidfoundationfortheapplicationofHVDC—Lighti

5、noffshoreoilplatformfeilds．Keywords：HVDClight；bipolarpowersupply；offshoreoilplatform投运，并于4月通过中海油专家鉴定会，至今运行1轻型直流输电在海上油气田的运用实例正常，实现为海上石油平台所有生产、生活用电负荷供电。轻型直流输电技术是随着电力电子技术和半导近日因不确定原因，19一lA至14．3A平台的交体器件的发展而产生的，采用可控关断型电力电子流海缆有一相发生绝缘损坏，导致14—3A及8．3A平器件(IGBT、

6、IGCT等)和脉宽调制(PWM)技术台供电中断，基于直流输电技术及成本优势，决定达到高可控直流输电的目的，可向无源网络供电，利用原有29．2km交流海缆，仍采用荣信电力电子股是解决大面积区域停电，实现远距离孤立负荷送电份有限公司的轻型直流输电装置进行供电修复。的有效途径[1-6]。深海油气田开采已被列为“十二五”国家科技2轻型直流输电在文昌海上油气田19．1至计划社会发展科技领域重点项目，但目前我国海上14．3平台的应用设计油田采用交流海缆供电，海缆因电容效应出现击穿问题时，将严重影响平台的正常

7、生产。文昌l9．1A2．1轻型直流输电系统拓扑结构平台至l5．1A平台海底电缆(38．6km)连续两次发图1所示为此次海上轻型直流输电项目的系统生绝缘击穿故障，导致停电停产，损失巨大。采用原理图，整个系统由整流站、直流母线和逆变站三荣信电力电子股份有限公司的轻型直流输电设备实大部分构成。图中左半部分表示轻型直流输电设备现远距离海缆直流输电，于2011年3月21号正式整流站，包括整流站变压器和整流器；右半部分表2012年第10期电气技术I39技术与应用示轻型直流输电设备逆变站，包括逆变器和逆变站效

8、益。整个系统由正负直流母线并联供电，每个直变压器；中间为直流海底电缆，用原交流海缆绝缘流母线各配备一套结构相同，但相互独立的整流和完好的两芯作为直流输电设备的正负极直流母线，逆变阀组，同时正负极系统的开关设备、检测设备用绝缘损坏的一芯作为地线，这样可以大大节约施和保护设备也相互独立，整个系统相当于两套独立工时间、施工费用以及材料费用，具有很好的经济的容量为4000kVA的直流输电系统并联。逆竟站负极图18000kVA轻型直流输电系统原理图2．2轻型直流输电系统基本工作原理2．3轻型直流输电系统设