[发明专利]功率系统和操作功率系统的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及功率系统，并且更具体地涉及一种包括多个连接到HVDC换流站的发电机的功率系统。本发明还涉及一种操作这一功率系统的方法。

背景技术

光伏(PV)发电系统的吸引力在于其提供没有CO2排放量和其他常规能源缺陷的发电方式。然而，它们的缺陷在于对于发电来说最佳的地点在地理上位于热带，远离主要负载中心。为此，如果大规模采用光伏，远距离输电有可能是必要的。

对于很长的距离和海底输电，优选方法为目前的高压直流(HVDC)输电。创建具有HVDC连接的PV电站最直观的方式示于图1中。电站包括大量串联和并联PV板以形成阵列。这些阵列被连接到逆变器，所述逆变器将来自PV板的未调节的DC输出转换为成经调节的AC电压，并确保PV阵列操作在最大功率点。逆变器通过变压器将功率馈送到MV AC集电电网。集电电网被连接到电流源转换器HVDC换流站，这需要大的滤波器和电容器组，以用于补偿谐波电流和与晶闸管转换器相关联的无功功率需求。另外，系统的启动提出了技术挑战，这是因为集电电网中没有大的电压源，诸如同步发电机，其能够允许向集电电网供能。缓解这个问题的一种方式是在集电电网中提供STATCOM或柴油发电机组单元。然而，这意味着原本应当优选避免的成本和功率损失。

发明内容

本发明的一个目的在于消除或至少缓解现有技术的问题，并提供一种与现有技术功率系统相比更简单并更易于控制的功率系统。

本发明基于包括私有的功率集电系统的功率系统的操作可以不同于由诸如IEEE1547规定管辖的功率系统这一洞见。

根据本发明的第一方面，提供了一种功率系统，其包括包含多个发电机的发电站，和适配用于将发电站和HVDC换流站互连的AC集电电网，所述系统的特征在于：AC集电电网被适配用于操作外部网络规定。

在优选的实施例中，发电机包括光伏阵列。

在优选的实施例中，逆变器被适配用于提供谐波滤波的一部分，并优选是全部。以这种方式，对AC集电电网和HVDC站的要求得以降低。

根据本发明的第二方面，提供了一种操作根据权利要求1所述的功率系统的方法，其包括：执行通过按步骤的方式进行的启动，以及操作DC集电电网(200)外部网络规定。

附加的优选实施例由从属权利要求限定。

附图说明

通过示例参考附图，现在描述本发明，其中：

图1是根据现有技术的功率系统的示意图；以及

图2是根据本发明的功率系统的示意图。

具体实施方式

在下文中，将给出功率系统和操作这一系统的方法的详细说明。

图1已经在背景技术部分中进行了描述，并在此不作进一步的评论。

参考图2，一种功率系统包括：发电站，一般记为100，其具有多个发电机10和多个逆变器20，其中每个逆变器被连接到相应的发电机。在大型发电站中，可以有从100个逆变器至多达上千个逆变器或甚至更多。因此，发电站100是具有发电的局部化分组的微电网。

在一个优选的实施例中，发电机被包括在大的光伏电站，并且每个发电机10为光伏(PV)阵列。一种光伏电站，也被称为太阳能场或太阳能场，为设计用于将功率供应到电网的大规模光伏系统。它们不同于大多数建筑物安装的和其他非集中的太阳能发电应用，这是因为它们以公共电力的等级供应功率，而不是针对本地用户或多个本地用户。

发电站100通过HVDC换流站(一般记为300)经由AC集电电网(一般记为200)可连接到公共功率网络。所述HVDC换流站300可以使用基于晶闸管的线路换向转换器而具有HVDC连接。具有低成本和低损耗的基于电流源转换器的HVDC可以用于本来是不可能的应用。

功率流总是单向的，这意味着DC侧的电压极性将是恒定的，这意味着挤出式交联聚合物电缆可以用于DC输电。

根据由逆变器提供的有源滤波以及集电电网中降低的谐波需求，HVDC站中滤波的量可以减小。在一个优选实施例中，逆变器20被适配用于提供谐波滤波的一部分，优选为全部谐波滤波，由此，HVDC站中的滤波进一步得以减小。这根据标准IEC61000-1-14可以是优选的。