[发明专利]一种新能源基地多电平直流汇集系统

说明书

本发明涉及一种新能源基地多电平直流汇集系统，包括至少一条低压直流母线，低压直流母线连接有新能源电源和储能装置；还包括一条中压直流母线以及一条高压直流母线，各条低压直流母线通过单向DC/DC变换器连接中压直流母线，中压直流母线通过单向DC/DC变换器连接高压直流母线。本发明根据电压变换需求，采用多级单向DC/DC变换器直接对低压直流母线电压进行升压，进而连接至高压直流母线，避免了将直流电转变成交流电才能够实现升压的现象，电压变换简单，设备投入成本低。

技术领域

本发明涉及一种新能源基地多电平直流汇集系统，属于直流输电技术领域。

背景技术

风能和太阳能作为新能源的主要利用形式，将在全球未来的能源结构中占有重要地位。风能和太阳能资源具有随机性强、间歇性明显的特点，使其出力波动幅度大，波动频率也无规律性，并且随着风电和光伏系统渗透率逐渐增大，单独并网不利于电网安全稳定运行。

新能源基地一般包括风电场、光伏电站和储能系统等构成，其中风力发电和光伏发电是系统的主要出力来源，储能系统主要用于补偿风电和光伏发电输出功率，平抑系统输出功率中的高频波动。例如，公告号为CN206517078U的中国专利文件公开了一种高渗透比冷热电三联供混合型智能微电网，该微电网就采用一个储能装置来确保网内能源的动态平衡。

新能源基地的交流输电面临着建设成本高、损耗大、无功功率大、稳定性不足等问题，且输电能力随传输距离的增加而快速降低。因此直流输电得到广泛关注，随之通过直流进行新能源发电系统的汇集组网变成为了研究热点。公告号为CN206452332U的中国专利文件公开了一种基于混合储能的风光互补发电装置，风力机驱动发电机和光伏阵列输出的电能通过逆变器、高频变压器和整流器来实现电压变换，以给负载供电。但是由于该发电装置需要将直流电逆变成交流电后进行电压变换，在电压变换完成后再整流成直流电，电压变换复杂，增加了设备投入成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种新能源基地多电平直流汇集系统，用于解决现有直流输电中需要将直流电转变成交流电才能实现电压变换的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种新能源基地多电平直流汇集系统，包括以下方案：

方案一：包括至少一条低压直流母线，所述低压直流母线连接有新能源电源和储能装置；还包括一条中压直流母线以及一条高压直流母线，各条所述低压直流母线通过对应的单向DC/DC变换器连接所述中压直流母线，所述中压直流母线通过单向DC/DC变换器连接所述高压直流母线。

方案二：在方案一的基础上，所述单向DC/DC变换器为单向ISOS子模块级联DC/DC变换器或单向FTF子模块级联DC/DC变换器。

方案三：在方案二的基础上，所述低压直流母线和中压直流母线之间的单向DC/DC变换器为单向ISOS子模块级联DC/DC变换器，所述中压直流母线和高压直流母线之间的单向DC/DC变换器为单向FTF子模块级联DC/DC变换器。

方案四：在方案一、二或三的基础上，新能源电源包括风力发电装置和/或光伏发电装置，所述风力发电装置通过AC/DC变换器连接所述低压直流母线，所述光伏发电装置通过第一DC/DC变换器连接所述低压直流母线，所述储能系统通过第二DC/DC变换器连接所述低压直流母线。

方案五：在方案四的基础上，所述第一DC/DC变换器为单向DC/DC变换器，所述第二DC/DC变换器为双向DC/DC变换器。

方案六：在方案五的基础上，所述AC/DC变换器为MMC型式的AC/DC变换器，连接所述光伏发电装置的单向DC/DC变换器为单向IPOS子模块级联DC/DC变换器，连接所述储能装置的双向DC/DC变换器为双向IPOS子模块级联DC/DC变换器。

方案七：在方案四的基础上，风力发电装置和AC/DC变换器之间还连接有升压变压器。