[发明专利]一种基于VSC的海上分频输电系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的高压输电领域，特别是涉及一种基于VSC的海上分 频输电系统及方法。

背景技术

近年来，新能源问题成为世界各国争相研究的主要问题之一。因为不可再 生能源的资源枯竭问题，和破坏环境的问题日益严重。而新能源则具有可再生 和环境友好型等优势，受到大力的研究和发展。而其中的风能资源可以得到很 好的利用。陆上风电的开发资源有限，海上风电则具有巨大的发展潜力。

我国的海上风力资源相当的丰富，开发海上风力发电场具有重大的意义。 海上风力发电具有环保，风力充足，发电量大且较为稳定等特点。

但是和陆上的风电场相比就会面临远距离高压输电的问题。海上风电并网 技术难度远远大于陆地上的风电并网，这也是阻碍海上风电场发展的主要问题。 随之不同的海上风电并网技术被大量的研究和创新，海上风电并网技术包括高 压交流输电与高压直流输电。

高压交流海上风电系统中风电的传输采用工频交流输电，不需要转换直流 和频率，结构简单，成本较低，但是只适用于近海的小型风电场；高压直流输 电系统则可以用于远距离的输电，该系统将交流电转换成直流电进行传输，但 成本是制约该方法的重要因素。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种基于VSC 的海上分频输电系统及方法，其利用介于高压交流输电和高压直流输电技术中 间的分频输电技术，实现了一种基于VSC的海上分频输电系统，可以用于海上 风电场的远距离风电并网输电。

为达上述及其它目的，本发明提出一种基于VSC的海上分频输电系统，该 系统包括风机模组、分频升压变电路、分频输电线路以及基于VSC的交直交换 流器，该风机模组，包括若干风力发电机，各风力发电机发出频率一致的风电， 共同汇入交流母线，经该分频升压变电路分频升压变后，通过该分频输电线路 进行传输，到陆地后通过基于VSC的交直交换流器转换成工频交流电并入电网。

进一步地，该风机模组包括至少两个或以上的风力发电机。

进一步地，该风力发电机采用永磁直驱机型。

进一步地，该分频输电线路为220kv,50/3Hz的分频线路。

进一步地，该基于VSC的交直交换流器包括：

整流电路，用于将交流电经过整流器整流成直流电；

直流中间电路，用于将该整流电路的输出进行平滑滤波后送至逆变电路；

逆变电路，将该直流中间电路输出的直流电逆变成频率和电压都可变的交 流电。

进一步地，该整流电路包括由6个二极管组成3相电桥，将三相交流电转 换为直流。

进一步地，该直流中间电路包括一电容，连接至该整流电路的输出端。

进一步地，该逆变电路包括6个可控硅组成的逆变器。

为达到上述目的，本发明还提供一种基于VSC的海上分频输电方法，包括 如下步骤：

步骤一，利用若干风力发电机发出频率一致的风电，共同汇入交流母线；

步骤二，将汇集的风力发电机的输出通过分频升压变后通过经分频输电线 路进行传输；

步骤三，经分频输电线路传输的交流电到到陆地后通过基于VSC的交直交 换流器转换成工频交流电并入电网。

进一步地，步骤三中，先把交流电经过整流器整流成直流电，利用直流中 间电路对整流后的直流电流进行平滑滤波，再经过逆变器将直流电流逆变成频 率和电压都可变的交流电。

与现有技术相比，本发明利用介于高压交流输电和高压直流输电技术中间 的分频输电技术，实现了一种基于VSC的海上分频输电系统，可以用于海上风 电场的远距离风电并网输电，相比工频的交流输电本发明可以增加传输容量和 传输距离，相比直流输电系统本发明在中远距离的输电上更加经济，同时本发 明只需要控制一个变换器，做到一步变换，而且通过IGBT的电力电子技术可以 实现多端并入电网。

附图说明

图1为本发明一种基于VSC的海上分频输电系统的系统架构图；

图2为本发明较佳实施例中基于VSC的交直交换流器的架构示意图；

图3为本发明较佳实施例中基于VSC的交直交换流器的电路结构图；

图4为本发明一种基于VSC的海上分频输电方法的步骤流程图。

具体实施方式