[发明专利]一种直流电网系统及其启动方法

说明书

本发明提供一种直流电网系统及其启动方法，直流电网系统包括风力发电系统、光伏发电系统、储能系统、直流负载和直流传输线路；光伏发电系统、储能系统和风力发电系统分别与直流传输线路连接，直流传输线路连接交流电网，直流负载连接直流传输线路，本发明同时接入风力发电系统、光伏发电系统和储能系统，避免了资源的浪费，且明确了DC/DC变换器和VSC变换器的启动顺序，当VSC变换器出现故障无法提供电压时，储系统能够提供稳定电压，避免整个直流电网系统出现瘫痪现象。

技术领域

本发明涉及直流输电领域，具体涉及一种直流电网系统及其启动方法。

背景技术

世界能源发展正面临资源紧张、环境污染、气候变化等严峻挑战。为了加快实现清洁和电能的两个“替代”，完成大规模可再生能源的开发、配置和利用，保障能源清洁、高效、安全、可持续供应，推动能源与环境的协调发展，构建全球能源互联网是实现能源变革的根本出路。

全球能源互联网实现的关键是清洁能源的远距离输送及大范围优化配置，因此需要发展一种具有大规模新能源汇集及远距离输送能力的电网技术。直流电网技术是具备这些特点的有效技术手段之一。另外随着大规模新能源接入的发展，传统点对点直流输电方式已经无法满足大规模新能源接入的要求。基于直流电网技术可以实现不同电压等级、不同新能源接入、不同区域网络形成广域互联，因此直流电网是构建全球能源互联网的基础。

现有技术中的直流电网系统一般为两端和三端直流电网系统，接入的大都为单独的光伏、单独的风电或者同时接入光伏与风电，未将储能接入直流电网系统。由于风力发电具有随机性和间歇性等特点，且一般都采用集中接入方式，大规模风电集中接入直流电网系统后直流电网系统会出现电压波动，且风电需要预留较大的备用容量，大大降低风电的利用率，由于受太阳光照的影响，光伏出力波动非常明显，导致直流电网系统不能安全稳定运行。

未接入储能的直流电网系统中光伏和风电启动后，当光伏和风电馈送的功率超出预设功率限值，就不得不停止或者下调馈送功率，这样就造成了资源的浪费。且不接入储能的电网系统启动时，首先启动交流侧的VSC变换器，使交流侧的VSC变换器运行在恒定直流电压模式，之后启动风电和光伏，使风电和光伏都运行在功率模式，两者共同向交流系统馈送功率。

现有技术的直流电网系统中，通过交流侧的VSC变换器，建立整个直流电网的电压。提供给风电场侧的VSC变换器和光伏侧的DC/DC变换器，之后启动风电场侧的VSC和光伏侧的DC/DC变换器，运行在功率模式，向直流电网供电。在启动过程中投切VSC变换器和DC/DC变换器顺序错误会对直流电网系统中的其他装置造成冲击，损坏其他设备。

另外，由于整个直流电网电压由交流电网侧的VSC变换器提供，另外直流电网中各个端容易出现故障，当VSC变换器出现故障无法提供电压时，由于光伏和风电本身特性都不能给直流电网系统提供电压，直流电网系统中找不到第二个能提供稳定电压的端口，导致整个直流电网系统瘫痪。

发明内容