本发明涉及海上换流站，尤其涉及一种可扩容的模块化海上换流站。
背景技术：
1、近年来我国沿海风电产业发展迅猛，并逐渐朝着更大规模和更远距离的方向发展。
2、当海上风电场离岸距离超过60km时，传统海底电缆的交流输电方式成本急剧上升，此时应考虑适用于大容量、远距离电能传输的直流输电的方式。海上换流站作为解决这一问题的最佳选择，在此时应运而生。海上换流站是将海上风电场的电能用交流线路汇集，然后转换成直流输出的装置。
3、然而，随着沿海适用风电场的逐渐饱和，在原有风电场的基础上进行扩容成为了新的风电发展点。
4、对于现有风电场扩容的发电量，使用原有换流站显然无法处理。而专门为扩容的发电量新建换流站显然成本高，工期长，施工量大。因此最好的方式是在原有换流站的基础上进行能力升级。
5、然而，目前我国现有的换流站均不具备升级能力，且现有模块化换流站相关专利“cn110137838a一种模块式海上换流站结构”和“cn111799661b一种模块化海上柔性直流输电系统换流站”，只是将换流站按照功能进行模块划分，方便于制造和安装，并不具备后期扩容升级改造的能力。
技术实现思路
1、本发明为了有效地解决现有技术的换流站按照功能进行模块划分，并不具备后期扩容升级改造的能力，结构复杂，扩容时间长、扩容效率低的技术问题，给出了一种可扩容的模块化海上换流站,
2、包括：导管架、平台结构、模块基座、模块导向桩及换流模块；
3、所述导管架为管架结构，由钢管焊接而成；平台结构固定设置在导管架顶部；
4、所述平台结构为箱型板架结构，平台结构上设置有栏杆和通道，栏杆围绕平台结构上表面一周设置在平台结构最外圈，通道围绕平台结构上表面一周贴近栏杆，设置在栏杆围成的圈内；
5、平台结构的箱型板架结构内部设置有：电缆入口保护管、电缆出口保护管，平台结构上表面焊接设置有：模块基座、模块导向桩，换流模块可拆卸设置在平台结构上表面；
6、所述模块基座为箱型结构，其顶部设置有斜面；
7、海上风电场内风机的海底电缆通过电缆入口保护管进入换流模块中，将风机产生的电能输送至换流模块内进行处理；
8、换流模块上设置有:模块本体、吊装眼板、模块导向凹槽和门；每个换流模块顶部设置4个吊装眼板；模块导向凹槽共六个，分布在换流模块的两侧；模块导向凹槽包括：半圆部和平直部；每个换流模块设置两个门，分别设置在换流模块的两端；所述模块本体为钢制箱体，模块本体高为：10m-30m，长为：50m-150m，宽为：10m-40m，重量为：500吨-4000吨；
9、模块导向桩为圆管，其半径为r，与模块导向凹槽相配合，在换流模块吊装到平台结构的过程中，换流模块的导向凹槽的半圆部轴心对准模块导向桩的轴心，从而起到导向作用，使换流模块在平台结构上准确定位；
10、模块本体共分4层，模块本体的第一层为层高1m-3m的双层底结构，分别作为管路和电缆的通道，在双层底结构的两端设置有电缆入口保护管接口和电缆出口保护管接口；
11、模块本体的第二层包括：风场电能入口、第一变压器室、换流室、第二变压器室；其中：风场电能入口与第一变压器室相连，设置在双层底结构(511)上的一端，第二变压器室设置在双层底结构(511)上的另一端；
12、换流室设置在双层底结构上的第一变压器室与第二变压器室之间；
13、模块本体的第三层包括：配电室、海水提升及处理室,其中：配电室设置在风场电能入口及第一变压器室的顶部；海水提升及处理室设置在第二变压器室的顶部；
14、模块本体的第四层包括：控制室、通风及空调室，其中：通风及空调室设置在海水提升及处理室的顶部，控制室设置在配电室的顶部。
15、上述的一种可扩容的模块化海上换流站,更进一步地：所述导管架将平台结构撑离海面距离为h米，其中：h＝ha+hb+hc，其中：ha为百年一遇极端高水位，hb为百年一遇最大波高，hc为余量，hc为1米-2米。
16、上述的一种可扩容的模块化海上换流站,更进一步地：平台结构上表面刷有具备反光和防滑功能的油漆。
17、上述的一种可扩容的模块化海上换流站,更进一步地：电缆入口保护管内径为：500mm-1000mm；电缆入口保护管的数量根据换流模块的换流能力确定。
18、上述的一种可扩容的模块化海上换流站,更进一步地：电缆出口保护管内径为：800mm-1600mm；电缆出口保护管根据换流模块的换流能力确定。
19、上述的一种可扩容的模块化海上换流站,更进一步地：模块基座的顶部的斜面的起点高度c为：换流模块高度的25％-30％；斜面宽度d为：换流模块导向凹槽的半圆部的半径r和模块导向桩的半径r之差，的2-3倍，斜面倾角α为30°-40°。
20、上述的一种可扩容的模块化海上换流站,更进一步地：所述模块导向凹槽的半圆部半径r，其平直部长度r，模块导向桩的半径r，其中：2r＞r＞1.6r。
21、上述的一种可扩容的模块化海上换流站,更进一步地：风场电能入口通过海底电缆与风机相连，风机发出的电能在风场电能入口进行一次整流后进入第一变压器室，第一变压器室将风场电能入口传递的电能，进行升压处理后，经过换流室将交流电变换为直流电，从换流室输出的直流电，经过第二变压器室，进行升压处理，升压后的直流电，通过电缆输送至岸上。
22、上述的一种可扩容的模块化海上换流站,更进一步地：控制室内部设置有：监控台和控制台。
23、上述的一种可扩容的模块化海上换流站,更进一步地：海水提升及处理室的作用是：将海水吸入后，一部分用来对换流模块的设备进行冷却使用，另一部分储存为消防水，待消防使用；通风及空调室的作用是对换流模块的通风及温度调节。
24、本发明与现有技术相比：
25、(1)本发明按照功能进行模块划分的模块化海上换流站，包括：导管架、平台结构、模块基座、模块导向桩及换流模块，换流模块具备高度的集成性和独立性，每个换流模块均可独立完成换流作业，换流模块由于模块化的设置，能根据实际安装的风机体量，进行对应数量的换流模块安装，不用建造新的换流站，成本节约20％-30％。
26、(2)本发明模块化海上换流站，在换流模块吊装到平台结构的过程中，换流模块的导向凹槽的半圆部轴心对准模块导向桩的轴心，从而起到导向作用，使换流模块在平台结构上准确定位，提高了可扩容的模块化海上换流站的扩容效率，扩容时间大大缩短，扩容工作效率提高，扩容时间缩短了10％-20％。
27、(3)本发明模块化海上换流站，模块本体分为4层结构，模块本体的第一层为双层底结构，模块本体的第二层包括：风场电能入口、第一变压器室、换流室、第二变压器室；其中：风场电能入口与第一变压器室相连，设置在双层底结构上的一端，第二变压器室设置在双层底结构上的另一端；换流室设置在双层底结构上的第一变压器室与第二变压器室之间；模块本体的第三层包括：配电室、海水提升及处理室,其中：配电室设置在风场电能入口及第一变压器室的顶部；海水提升及处理室设置在第二变压器室的顶部；模块本体的第四层包括：控制室、通风及空调室，其中：通风及空调室设置在海水提升及处理室的顶部，控制室设置在配电室的顶部。模块本体的结构紧凑，减少了结构件的使用量，重量减轻5％-15％，降低了施工成本，同时提高了模块化海上换流站的安全性。
1.一种可扩容的模块化海上换流站,其特征在于,包括：导管架(1)、平台结构(2)、模块基座(3)、模块导向桩(4)及换流模块(5)；
2.如权利要求1所述的一种可扩容的模块化海上换流站,其特征在于：所述导管架(1)将平台结构(2)撑离海面距离为h米，其中：h＝ha+hb+hc，其中：ha为百年一遇极端高水位，hb为百年一遇最大波高，hc为余量，hc为1米-2米。
3.如权利要求1所述的一种可扩容的模块化海上换流站,其特征在于：平台结构(2)上表面刷有具备反光和防滑功能的油漆。
4.如权利要求1所述的一种可扩容的模块化海上换流站,其特征在于：电缆入口保护管(23)内径为：500mm-1000mm；电缆入口保护管(23)的数量根据换流模块(5)的换流能力确定。
5.如权利要求3所述的一种可扩容的模块化海上换流站,其特征在于：电缆出口保护管(24)内径为：800mm-1600mm；电缆出口保护管(24)根据换流模块(5)的换流能力确定。
6.如权利要求5所述的一种可扩容的模块化海上换流站,其特征在于：模块基座(3)的顶部的斜面(31)的起点高度c为：换流模块(5)高度的25％-30％；斜面宽度d为：换流模块导向凹槽(53)的半圆部的半径r和模块导向桩(4)的半径r之差，的2-3倍，斜面倾角α为30°-40°。
7.如权利要求6所述的一种可扩容的模块化海上换流站,其特征在于：所述模块导向凹槽(53)的半圆部半径r，其平直部长度r，模块导向桩(4)的半径r，其中：2r＞r＞1.6r。
8.如权利要求1或6所述的一种可扩容的模块化海上换流站,其特征在于：风场电能入口(512)通过海底电缆与风机相连，风机发出的电能在风场电能入口(512)进行一次整流后进入第一变压器室(513)，第一变压器室(513)将风场电能入口(512)传递的电能，进行升压处理后，经过换流室(514)将交流电变换为直流电，从换流室(514)输出的直流电，经过第二变压器室(515)，进行升压处理，升压后的直流电，通过电缆输送至岸上。
9.如权利要求1或6所述的一种可扩容的模块化海上换流站,其特征在于：控制室(518)内部设置有：监控台和控制台。
10.如权利要求1或6所述的一种可扩容的模块化海上换流站,其特征在于：海水提升及处理室(517)的作用是：将海水吸入后，一部分用来对换流模块(5)的设备进行冷却使用，另一部分储存为消防水，待消防使用；通风及空调室(519)的作用是对换流模块(5)的通风及温度调节。
