(57)【要約】  多数の風車発電機アレイ（５）を備える洋上ウィンドファーム（１）。各風車発電機アレイ（５）は、アレイ変圧器（６）と、使用時にアレイ変圧器（８）に電気的に接続される多数の風車発電機（６）と、を備える。アレイ変圧器（８）は、先述の多数の風車発電機（６）の中の一つの風車発電機（６）と関連付けられ、そして各アレイ変圧器（８）は、使用時に、洋上サブステーション（４）上のバスバー（１７）に電気的に接続される。洋上サブステーション上のバスバー（１７）は、使用時に、エクスポートケーブル（３）またはＨＶＤＣコンバータに直接的に電気的に接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の風車発電機アレイを備える洋上ウィンドファームであって、
各風車発電機アレイが、アレイ変圧器と、使用時に前記アレイ変圧器に電気的に接続される多数の風車発電機を備え、
前記アレイ変圧器が、前記多数の風車発電機の中の一つの風車発電機と関連付けられ、
各アレイ変圧器が、使用時に、前記洋上サブステーション上のバスバーに電気的に接続され、
前記洋上サブステーション上の前記バスバーが、使用時に、少なくとも一本のエクスポートケーブルまたはＨＶＤＣコンバータへと直接的に電気的に接続される、洋上ウィンドファーム。
【請求項２】
前記洋上サブステーションが、前記少なくとも一本のエクスポートケーブルの補償のための少なくとも一つの分路リアクトルを備える、請求項１に記載の洋上ウィンドファーム。
【請求項３】
前記少なくとも一つの分路リアクトルが、前記洋上サブステーションを動作するための電力を供給するように適合される、請求項２に記載の洋上ウィンドファーム。
【請求項４】
前記風車アレイが、接地リアクトルまたは接地変圧器を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の洋上ウィンドファーム。
【請求項５】
前記接地リアクトルまたは接地変圧器が前記アレイ変圧器と組み合わされている、請求項４に記載の洋上ウィンドファーム。
【請求項６】
前記接地リアクトルが完全にまたは部分的に前記アレイケーブルを補償するように設計および定格される、請求項４または５のいずれか一項に記載の洋上ウィンドファーム。
【請求項７】
前記接地リアクトルまたは接地変圧器が前記風車発電機のうちの一つの上に定置される、請求項４〜６のいずれか一項に記載の洋上ウィンドファーム。
【請求項８】
前記アレイ変圧器が、前記風車発電機上に取り付けられたプラットフォームまたは支持構造上に配設される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の洋上ウィンドファーム。
【請求項９】
前記プラットフォームまたは支持構造が、前記風車発電機の外側上に位置付けられる、請求項８に記載の洋上ウィンドファーム。
【請求項１０】
前記洋上サブステーションが上部構造および下部構造を備え、前記下部構造がジャケットまたはモノパイルを備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の洋上ウィンドファーム。
【請求項１１】
前記下部構造が三脚ジャケットを備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の洋上ウィンドファーム。
【請求項１２】
少なくとも一本のエクスポートケーブルの補償のための少なくとも一つの分路リアクトルを備えるウィンドファームのための洋上サブステーションであって、前記少なくとも一つの分路リアクトルが、前記洋上サブステーションを動作するための電力を供給するように適合される、ウィンドファームのための洋上サブステーション。
【請求項１３】
前記洋上サブステーションが上部構造および下部構造を備え、前記下部構造がジャケットまたはモノパイルを含む、請求項１２に記載の洋上サブステーション。
【請求項１４】
前記下部構造が三脚ジャケットを備える、請求項１２または１３のいずれか一項に記載の洋上サブステーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洋上風車のグリッド接続、および電力輸送における関連するサブステーションに関し、特に洋上ウィンドファームに接続された洋上サブステーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
洋上ウィンドファームがグリッドに生産された風力電力を供給する必要がある場合、一般的に使用される構成は、洋上サブステーション、一本以上のエクスポートケーブル、および陸上サブステーションを経由してグリッドに風車を接続することである。
【０００３】
電力取り扱い容量が大きくなるにつれて、今度は必要な変圧器および開閉装置のサイズおよび重量が増加するので、ウィンドファームが大きくなればなるほど、洋上サブステーションも増大する。これにより、今度は増加した重量および体積を支えるために必要なプラットフォームまたは構造のサイズおよび重量が増加する。これにより、今度はプラットフォームおよびその基礎のコストが増加するが、これは望ましくない。
【０００４】
これに関して、欧州特許第２８６３０５３号の文書は、洋上サブステーションをまったく必要としない構成を提案する。より具体的には、欧州特許第２８６３０５３号は、風車の各アレイでの一つ変圧器を、陸上サブステーションへのエクスポートケーブルに直接接続することを提案している。しかしながら、岸への複数の長い輸送ラインは、経済的な理由で実行可能ではない場合がある。これは、特にエクスポートケーブルが長い（例えば、１００ｋｍを超える）場合であるが、単一のライン（または冗長性のために二本以上の平行なラインの可能性がある）を使用するべきであり、しかし可能な限り少なくすることが好ましい。これは、結果としてＨＶエクスポートケーブルを要する。
【０００５】
また、国際特許公開第２００８/０３９１２１号文書は、洋上サブステーションをまったく必要としない構成を提案している。その代わりに、風車の各アレイに一つの昇圧変圧器が配設される。これらの昇圧変圧器の各々は、共通の主ケーブルに接続されており、国際特許公開第２００８／０３９１２１号が認識するものは、ウィンドファームによって生成されるある特定の電力レベルに対して、昇圧変圧器がＨＶでない場合、複数のＭＶエクスポートケーブルを備える。
【０００６】
さらに、米国特許公開第２０１４/００９２６５０号は、風車発電機の群がコレクタプラットフォーム上の共通のバスバーに接続される構成を提案している。昇圧変圧器は、風車の一つのこうした群から洋上コンバータプラットフォーム上のさらなるバスバーに電力を供給するために、バスバーに接続される。風車発電機のいくつかのこうした群は、洋上コンバータプラットフォーム上の同一のさらなるバスバーに接続されてもよい。洋上コンバータプラットフォーム上では、さらなるバスバーに供給される電力は、ＤＣエクスポートケーブル上でのＤＣ輸送のために、ＡＣ／ＤＣコンバータに接続されたさらなる共通の変圧器を経由して再度昇圧される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許第２８６３０５３号
【特許文献２】国際特許公開第２００８/０３９１２１号
【特許文献３】米国特許公開第２０１４/００９２６５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これらの先行技術の文書は、主に洋上サブステーションの省略に焦点を当てているが、洋上サブステーションを省略することの事実上の意味あいに十分対応していない。
【０００９】
本発明の発明者らは、その一方で、上記の先行技術が洋上サブステーションを省略することを魅力的に思わせる場合でさえも、その代わりに洋上サブステーションを含むシステム全体を維持しながらも修正することによって、先行技術のサブステーションを越える利点を得ることができることに気付いた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第一の態様によると、この目的は、多数の風車発電機アレイを備え、各風車発電機アレイがアレイ変圧器を備え、かつ使用時に多数の風車発電機がアレイ変圧器へと電気的に接続され、アレイ変圧器が先述の多数の風車発電機の中の一つの風車発電機と関連付けられ、使用時に各アレイ変圧器が洋上サブステーション上のバスバーへと電気的に接続され、かつ使用時に洋上サブステーション上のバスバーが、少なくとも一つのエクスポートケーブルまたはＨＶＤＣコンバータへと直接的に電気的に接続される、洋上ウィンドファームによって達成される。
【００１１】
こうした配設により、従来の洋上サブステーション上の主変圧器は、洋上サブステーションから除去されてもよく、これによってステーション上に設置された機器の重量を実質的に低減し、一方で同時に上述の先行技術の解決策に関連する遠方の洋上の欠点を回避する。さらに、設置中の取り扱うべき重量が低減されるので、変圧器の洋上での取り扱いが簡略化される。機器の重量を低減することは、結果として、これもその後低減されうる、基礎の必要な耐荷力も減少させる。耐荷力がより小さい基礎は、これもまた、より小さく、従って確立中により簡単に取り扱われる。
【００１２】
本発明の第一の態様の第一の好ましい実施形態によれば、洋上サブステーションは、少なくとも一本のエクスポートケーブルの補償のための少なくとも一つの分路リアクトルを備え、また少なくとも一つの分路リアクトルは、洋上サブステーションを動作するための電力を供給するように適合される。本発明はそれ自体を遠方の洋上での確立のために最も適切な状態にするため、通常、長いエクスポートケーブルのために無効電力補償が必要となることになる。無効電力補償のための分路リアクトルをエクスポートケーブルの両端に提供することが好ましいが、必ずしも必要ではなく、またこれは、洋上サブステーションの動作のために供給電力を、例えば、分路リアクトルの三次巻線から引き出すことが単純で、そうすることが経済的に有利なやり方であることを発明者らに気付かせた。
【００１３】
その結果、本発明の第二の態様では、少なくとも一本のエクスポートケーブルの補償のための少なくとも一つの分路リアクトルを備えるウィンドファーム用の洋上サブステーションが提供される。これは、分路リアクトルを二次的な目的のために使用できるようにし、従って、特に好ましい実施形態によれば、少なくとも一つの分路リアクトルは、洋上サブステーションの動作のための電力を供給するように適合される。
【００１４】
本発明の第一の態様によるさらなる好ましい実施形態によれば、風車アレイは、接地リアクトルまたは接地変圧器を備える。接地リアクトルまたは接地変圧器を提供することは、スターポイント電圧を制御し、かつ接地抵抗器（または接地インピーダンス）を使用することによって短絡電流のレベルを制限する。これは制限しなければシステム内の機器を損傷する可能性のある故障電圧および故障電流を制限する。
【００１５】
さらなる好ましい実施形態によれば、接地リアクトルまたは接地変圧器は、アレイ変圧器と組み合わせられる。これはその確立のために好都合である。
【００１６】
また別の好ましい実施形態によれば、接地リアクトルは、完全にまたは部分的にアレイケーブルを補償するように設計および定格される。このようにして、長い輸送距離が達成されうる。
【００１７】
本発明の第一の態様による別の好ましい実施形態によれば、接地リアクトルまたは接地変圧器は、先述の風車発電機のうちの一つの上に定置されることが好ましい。これは一つには、アレイ変圧器のすぐそばに簡単に取付けることができることを意味する。
【００１８】
本発明の第一の態様によるさらなる好ましい実施形態によると、これは次に、アレイ変圧器が先述の風車発電機上に取り付けられるプラットフォームまたは支持構造上に配設される時、好ましくはその外側の上に、アレイ変圧器と外側プラットフォームを共有してもよい。これは、結果として、設置において有利であるだけでなく、冷却および廃熱の散逸の観点からも有利である。
【００１９】
本発明のさらなる実施形態によれば、洋上サブステーションは、上部構造および下部構造を備え、下部構造は、ジャケットまたはモノパイル（すなわち風車発電機に使用されるものと同様の下部構造）を備える。こうした下部構造の確立は、先行技術のサブステーションの下部構造よりも実質的に簡単で採算性が良い。さらに、風車発電機自体のために使用されるものと類似の、またはほとんど同一の下部構造を使用することは、同一の機器を使用しうるため、設置を容易にする。
【００２０】
本発明のさらなる実施形態によれば、下部構造は三脚ジャケットを備える。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
ここで、本発明を非限定的な例示の実施形態に基づいて、および図面を参照してより詳細に説明する。
【００２２】
【図１】図１は、陸上サブステーションを通してグリッドに接続された本発明による遠方の洋上ウィンドファームの概略図を示す。
【図２ａ】図２aは、ＡＣを介して陸上サブステーションに直接接続されている遠方の洋上ウィンドファームの異なる図を示す。
【図２ｂ】図２bは、図２aのものと類似した図を示すが、遠方の洋上ウィンドファームはＤＣを介して陸上サブステーションに接続されている。
【図３】図３は、本発明による洋上ウィンドファームの電気回路図を示す。
【図４】図４は、風車発電機についての本発明によるプラットフォーム上のアレイ変圧器を示す。
【図５】図５は、本発明による洋上サブステーションの上部構造および下部構造の一部の側面図を示す。
【図６】図６は、本発明による洋上サブステーションの上部構造および下部構造の一部の正面図を示す。
【図７】図７は、本発明による洋上サブステーションの異なる下部構造を示す。
【図８】図８は、本発明による洋上サブステーションの異なる下部構造を示す。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２３】
最初に図１を参照すると、本発明による洋上ウィンドファーム１が示されている。以下の記述およびその中で述べられる実施例については、ウィンドファームの電力容量は４００ＭＷと仮定される。しかしながら、本発明の原理および背景にある発想は、この定格電力に限定されず、特により高い定格（７００ＭＷまたは１ＧＷを超えるものなどでさえ）のウィンドファームにも適用可能であろう。洋上ウィンドファーム１は、エクスポートケーブル３を経由して陸上サブステーション２に接続されている。陸上サブステーション２は、今度は、鉄塔によって概略的に表される共通の電気グリッド１４に接続される。図２aと図２bとの比較によってわかるように、エクスポートケーブル３は、ＡＣケーブルまたはＤＣケーブルのいずれかとしうる。ウィンドファーム１は洋上サブステーション４を備え、またウィンドファーム１と洋上サブステーション４の両方は、この文脈では遠方の洋上にあり、エクスポートケーブルが、ＡＣケーブルの反応性補償が必要であるほど長い（例えば、４０ｋｍを超える）ことを意味する。多数の風車発電機アレイ５が洋上サブステーション４に接続されている。各風車発電機アレイ５は、多数の風車６を備える。典型的には、アレイ５の風車発電機６はすべて、一本の単一ケーブル７によって（すなわち、ストリング上で）洋上サブステーション４に接続されているが、当然のことながら、他の構成も可能であることになる。ストリング上の風車発電機６により、ケーブル７の電力輸送容量によって、通常、一つのアレイ５に接続することができる風車の数の制限が設定される。現在使用されている構成では、ケーブル７の定格電圧は、典型的には３３ｋＶまたは６６ｋＶであり、また本発明の手始めは６６ｋＶである。風車発電機の実際の電気発電機は多くの場合、低電圧発電機として設計されているため、ケーブル７の定格電圧と適合するように、風車発電機６はそれら自身の昇圧変圧器（図示せず）を備えてもよい。この記述の目的のために、３３ｋＶ〜６６ｋＶの電圧は中電圧と呼ばれ、ＭＶと略される。より高い電圧は通常、高電圧と呼ばれ、ＨＶと略される。
【００２４】
従来のウィンドファームでは、中電圧アレイケーブルは通常、洋上サブステーションまで継続し、そこで１３２以上などの高電圧に昇圧される。この場合の４００ＭＷの例については、典型的には二つの重い２３０ＭＶＡ昇圧変圧器を伴うことになる。しかしながら、本発明によれば、アレイ変圧器８は、アレイ５内の風車発電機６のうちのうちの一つ、好ましくは洋上サブステーション４に最も近いものの上に定置される。風車発電機がストリング上に配設される場合、アレイ変圧器８は、洋上サブステーション４に最も近い、ストリング上の最後の風車発電機６上にあることが好ましい。しかしながら、上記のストリングトポロジーは可能な唯一のトポロジーではない。例えば、アレイ変圧器８は、その代わりに多数のアレイまたはサブアレイに共通であってもよい。一実施例は、アレイ変圧器８がストリングの中間に定置されている場合に、ストリングの二つの部分がサブアレイを構成する場合である。発明者らは、利用可能なＭＶケーブル７によってすでに制限されているアレイの電力容量ならば、対応する昇圧変圧器の重量を風車発電機６およびそれらの基礎が支えることができることに気付いた。それ故に、風車アレイ５から洋上サブステーション４までの接続は、高電圧ケーブル９として提供される。これは、図１に示すように、洋上サブステーション４上に開閉装置１０および高電圧分路リアクトル１１のみを示すことによって高電圧昇圧変圧器およびそれらの重量を洋上サブステーション４から取り除くことができることを意味する。すなわち、洋上サブステーション４上の重い高電圧昇圧変圧器を経由してエクスポートケーブル３に供給する代わりに、それぞれ図２aおよび図２bに示すように、エクスポートケーブル３がＡＣケーブルである場合にはＡＣ電力が直接的に、すなわち高電圧昇圧変圧器のガルバニ分離なしにエクスポートケーブル３へと、またはエクスポートケーブル３がＤＣケーブルである場合には直接的に高電圧ＡＣ／ＤＣコンバータ（ＨＶＤＣコンバータ）へと、供給されてもよい。高電圧昇圧変圧器は、プラットフォーム上の最も重い機器を構成する。リアクトルを用いたＭＶケーブル７の補償は必要ないものと想定され、必要に応じて風車発電機のコンバータによって提供される。
【００２５】
高電圧昇圧変圧器、およびそれらとともに中電圧開閉装置を除去すると、サブステーション上に残っているものは、本質的に高電圧ガス絶縁開閉装置（ＨＶ ＧＩＳ）１０、高電圧分路リアクトル１１、ＳＣＡＤＡ、ならびに数量が低減された低電圧およびユーティリティ機器である。これは、プラットフォーム自体に対する載荷要件だけでなく、その基礎に対する載荷要件も低減する。典型的には、残りの機器は、プラットフォーム上の機器重量の約１５パーセントのみを占める一方で、輸送資産（すなわち、高電圧昇圧変圧器）および高電圧ガス絶縁開閉装置が残りの部分を占める。典型的には、残りの８５パーセントは以下のように配分される。その重量の６０％は二つの昇圧変圧器に関する。別の２０％は分路リアクトル用に確保されており、そして残りの２０％はＭＶ ＧＩＳ、ＨＶ ＧＩＳおよび予備／接地変圧器用である。それ故に、重量低減は実質的なものである。二つの２３０ＭＶＡ昇圧変圧器を有する４００ＭＷの例については、除去される重量はおよそ６７０トンになることになる。
【００２６】
代わりに、大きい高電圧昇圧変圧器はここでは複数のより小さいアレイ変圧器８へと分割され、一つのストリングからの電力（典型的には６６ｋＶで最高８５ＭＶＡまたは３３ｋＶで４５ＭＶＡ）が必要とされる高電圧レベル（典型的には１５５ｋＶ、２２０ｋＶ、２７５ｋＶ、またはその他の高電圧）に変圧することができる。代わりに、六つの８０ＭＶＡ変圧器が各アレイ５に一つ、通常は最後の風車発電機６上に定置され、これが通常は電力を洋上サブステーション４に向かって供給する。プラットフォームまたは支持構造２０を、当然のことながら、図４に図示したように、この変圧器８を支持するために風車発電機の基礎に追加する必要があることになる。通常、プラットフォームはすでに存在することになるが、典型的には通常のプラットフォームより大きいプラットフォームが必要になることになる。いずれの場合でも、基礎はこうしたプラットフォームおよびより小さい昇圧変圧器８の重量を簡単に支持することができるであろう。アレイ変圧器８が屋外変圧器である場合、重量は約１００トンであると予想される。この変圧器のための支持は、３３／６７の鋼／機器比を使用して計算することができ、その結果としておよそ３５トンの鋼材重量のみが風車基礎に加えられる。変圧器の寸法がそのために許容される場合、変圧器を風車タワーの内側に定置し、冷却器のみを外側に取り付けるようにすることも可能である。また、変圧器８を、風車発電機の基礎に、または基礎と風車タワーとの間の移行セクションに定置することも想定されてもよく、変圧器８は専用のプラットフォーム上にあってもよく、またはそうでなくてもよい。
【００２７】
これらのより小さいアレイ変圧器８は、洋上サブステーション４のプラットフォーム上でＨＶ ＧＩＳ開閉装置１０を経由して、バスバー１７に接続される。しかしながら、アレイ５からより高い電圧がすでに入手可能である場合、洋上サブステーション４に接続されているであろう６６ｋＶアレイケーブルは、高電圧ケーブルで置き換えられる。そのため、洋上サブステーション４に接続するためには、この実施例で使用されているような５００ｍｍ２の６６ｋＶの中電圧ケーブルの代わりに、はるかにより小さいＨＶケーブル（例えば、導体断面積が１２０〜４００ｍｍ２の間）のみが必要とされる。ある特定のレベルの電力を輸送するために必要とされるケーブル導体断面は、システム電圧に依存する。よって、他のケーブル電圧に対しては他のケーブル寸法が適用されることになる。
さらに、主昇圧変圧器を洋上サブステーション４から除去し、そしてその代わりにより小さいアレイ
【００２８】
変圧器８を風車発電機の基礎上に定置することにより、洋上サブステーション４上の中電圧ガス絶縁開閉装置ＭＶ ＧＩＳも省略することができる。最後のＷＴＧからの入ってくるＨＶケーブルは、ここでは洋上サブステーション上のＨＶ ＧＩＳに直接的に接続される。また、最後の風車発電機６上に定置されるアレイ変圧器８の中電圧側では、現在の設計における同じ保護理念が適用されると仮定すると、ＭＶ ＧＩＳは必要とされない場合もある。
【００２９】
しかしながら、その代わりに、新しい設定では、ＨＶ ＧＩＳは、六つのストリング９が接続されていると仮定して、六つの入ってくるアレイベイ、一つのエクスポートケーブルが出ていく開閉装置、および、高電圧分路リアクトル１１に対する断路器配設からなり、結果として合計八つのＨＶ ＧＩＳベイがもたらされる。従来の設定では、ＨＶ ＧＩＳは、二つの主変圧器インコマー、一本のエクスポートケーブルが出ていく開閉装置、および高電圧分路リアクトルへの断路器配設を有することになる。
【００３０】
従来の構成では、高電圧分路リアクトルは、経験則として、エクスポートケーブル容量のおよそ４０％を洋上サブステーション上で補償する。生成された（または消費された）ＭＶＡｒは、通常、発生位置で補償されるべきである。
【００３１】
本実施例については、洋上サブステーション４は、従来のセットアップにおけるように１４０ＭＶＡｒの分路リアクトル１１を有することになると仮定される。しかしながら、一部の事例では、分路リアクトルの容量１１を絶対的な最小限に減少させる可能性があり、またそれでもなお、生じる「ゼロミス現象」などの問題を補償し、かつ防止し、そしてどれだけのＭＶＡｒを流しうるかに関するケーブル補償要件および課された制限に従う。当業者は、本発明は遠方の洋上ウィンドファーム１に対して考えられたが、本発明が近くの岸での設置に使用される場合、分路リアクトル１１が完全に省略されうることを理解するであろう。
【００３２】
ここで、はるかにより小さい洋上サブステーション４では、低電圧電力に対する必要性が著しく低減される。低電圧負荷は、１２０ｋＶＡ未満になると予想される。
【００３３】
同時に、洋上サブステーション４上にはＭＶ ＧＩＳコレクタバスがないため、洋上サブステーション４上の接地部品に対する必要性も除去される。
【００３４】
電力に対する必要性の低減は、発明者らに、使用可能な分路リアクトル上の三次巻線１９を使用することによって洋上サブステーション４のために必要な低電圧電力を提供することができることを気付かせた。このことは、電力を洋上サブステーション４に供給するために、いわゆる電力電圧変圧器を使用することを想定させることさえも可能である。
【００３５】
洋上サブステーション４に対する低電圧電力要件が低減され、結果として、さらなる利点および重量の軽減、例えば、２３０ＶＡＣおよび２３０ＶＡＣ ＵＰＳシステムまたは対応するシステム（１１０ＶＡＣおよび１１０ＶＡＣ ＵＰＳなど）とのみを使用するように低電圧システムを最小限に抑えることにつながる。こうしたすべての低電圧システムは、一つの単一の４０フィートコンテナに搭載することができる。
【００３６】
さらに、最小限の低電圧供給が絶対的な最小限に抑えられるので、緊急用ディーゼル発電機に対する必要性がなくなり、緊急動作を電池システムの使用に限定することができる。
【００３７】
緊急に関しては、洋上からの主変圧器の除去に伴いそれらが収容するオイルも除去されるため、火災の危険が大幅に減少することに留意するべきである。高電圧分路リアクトル１１は、火災の危険をもたらさないエステルオイルを収容する場合がある。規制要件によっては、オイルを収容する構成要素がないと、オイル溜め、オイル分離器等の必要性を避けることも可能である場合があり、結果としてさらなる重量低減につながる。
【００３８】
ストリングでの６６ｋＶの接地は、６６ｋＶの接地リアクトル１２、または別の方法として、上述のようにアレイ変圧器８と組み合わせられてもよい、接地変圧器を使用して提供されるべきである。このリアクトルの定置は、最後の風車発電機上とすることができるが、必ずしもそうでなくてもよく、またストリング内の任意の風車発電機内／上に定置することができる。特に、接地リアクトル１２（または接地抵抗器）は、アレイ変圧器８のＭＶ側のスターポイントに接続されてもよい。
【００３９】
変圧器保護および制御は通常、変圧器プラットフォーム上に位置付けられる。ここで、高電圧アレイ変圧器８の保護は必要なままであり、これはＨＶ ＧＩＳ １０に近い洋上サブステーション４に依然として位置付けられる。
【００４０】
高電圧アレイ９またはアレイ変圧器８の故障の場合には、ＨＶ ＧＩＳブレーカーを開く必要がある。６６ｋＶ側では、風車発電機６における既存の不足電圧保護は、ストリングへの風車発電機のインフィード１３を開く。また、アレイ変圧器８用のブッフホルツリレーも、ＨＶ ＧＩＳブレーカーだけでなく６６ｋＶ風車発電機ブレーカーシステムも開くことになる。
【００４１】
上記の利点を総体的に把握するためには、４００ＭＷの例の典型的な重量値は、以下のように比較されることになる。変圧器、ＭＶ ＧＩＳ、ＨＶ ＧＩＳ、ＨＶ分路、接地／予備変圧器、ＬＶおよびユーティリティ、ＳＣＡＤＡおよび通信、機械的システムおよびその他のシステムを備える従来のものは、結果としておよそ１２４０トンの機器重量をもたらすことになるが、一方で、ＨＶ ＧＩＳ、ＨＶ分路、接地／予備変圧器、ＬＶおよびユーティリティ、ＳＣＡＤＡおよび通信、機械的システムおよびその他のシステムを含む本発明による洋上サブステーション４は、結果としておよそ４４０トンの機器重量のみをもたらすことになる。支えるべき重量が低減するので、支持構造はより軽くなる場合があり、かつサブステーション鋼材を含む土木設計された部品の重量はおよそ１４６０トンからおよそ４４０トンに下がることになる。
【００４２】
図５および図６に図示されるように、洋上サブステーション４の上部構造１６の減少した重量により、洋上サブステーション４の下部構造１５は、はるかにより小さくすることができ、また図７に図示されるように三脚〜四脚のジャケットとして、サクションバケットを用いてもしくは用いないで、または図８に図示したもののようなモノパイルとしてでさえも構成することができる。本質的に、図４と図６との間の比較によってわかるように、洋上サブステーション４の下部構造は、多かれ少なかれ洋上風車６のものと同一である。しかしながら、下部構造は上記の実施例に限定されないが、原則として任意の他の下部構造を使用することが可能であり、浮体式、着床式、重力式等とすることができる。いずれの場合でも、下部構造１５のコストおよびその確立は著しく低減される場合がある。
【図１】
2021510290.tif 000003
【図２ａ】
2021510290.tif 000004
【図２ｂ】
2021510290.tif 000005
【図３】
2021510290.tif 000006
【図４】
2021510290.tif 000007
【図５】
2021510290.tif 000008
【図６】
2021510290.tif 000009
【図７】
2021510290.tif 000010
【図８】
2021510290.tif 000011
【国際調査報告】
2021510290.tif 000012
2021510290.tif 000013