[发明专利]基于海上交直流MMC混合集电电路及集电方法

说明书

本发明公开了一种基于海上交直流MMC混合集电电路，每个高压大容量发电机分别连接一个交流变压器，交流变压器的另一端连接后再接大容量交直流变换器，构成高压交流集电支路；每个低压小容量发电机分别连接一个小容量交直流变换器，小容量交直流变换器的另一端连接后再接大容量直流变换器，构成低压直流集电支路；所述大容量交直流变换器的另一端和大容量直流变换器的另一端连接后再接超大容量直流变换器，通过超大容量直流变换器将高压集电支路和低压集电支路接入直流电网。本发明还公开了对应的集成方法。本发明能够隔离不同电压等级的发电机组，实现不同电压等级发电机组的集成供电，减小了发电过程中的损耗和材料损耗，提升了发电效率。

技术领域

本发明属于混合集电技术，特别是涉及一种基于海上交直流MMC混合集电电路及集电方法。

背景技术

海上风力发电机组可以为电网提供大量的电力，但不同的发电机组各自有着不同的电压等级。不同电压等级的发电机组分别集电供电会造成大量的电能损耗和材料损耗，而直接并联集电供电不仅会损坏发电机，而且会导致电网瘫痪，造成巨大的经济损失和事故。因此，针对不同电压等级的发电机组设计合适的海上交直流混合集电电路以及对应的混合集电方法很有意义。

针对海上交直流混合集电，现有方案主要存在以下问题：1）不能避免不同电压等级发电机组间的影响；2）各电压等级发电机组分别集电产生了大量的发电损耗和材料损耗，降低了发电效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于海上交直流MMC混合集电电路及集电方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一基于海上交直流MMC混合集电电路，包括风力发电机组、基于MMC的交直流变换器、交流变压器和电网，所述风力发电机组包括高压大容量发电机和低压小容量发电机，其中，高压大容量发电机的电压等级为960V，所述低压小容量发电机的电压等级为690V；所述交直流变换器包括大容量交直流变换器、大容量直流变换器、小容量交直流变换器和超大容量直流变换器，其中大容量交直流变换器的容量为[10MVA,100MVA)，所述大容量直流变换器的容量为[10MVA,100MVA)，所述小容量交直流变换器的容量为[1KVA,10MVA），所述超大容量直流变换器的容量为[100MVA,500MVA)；每个高压大容量发电机分别连接一个交流变压器，所述交流变压器的另一端连接后再接大容量交直流变换器，由高压大容量发电机、交流变压器和大容量交直流变换器构成高压交流集电支路；每个低压小容量发电机分别连接一个小容量交直流变换器，所述小容量交直流变换器的另一端连接后再接大容量直流变换器，由低压小容量发电机、小容量交直流变换器和大容量直流变换器构成低压直流集电支路，所述大容量交直流变换器的另一端和大容量直流变换器的另一端连接后再接超大容量直流变换器，通过超大容量直流变换器将高压集电支路和低压集电支路接入直流电网。

一种基于海上交直流MMC混合集电电路集电方法，步骤如下：

步骤1、多组高压大容量发电机W1发电，发电电压分别经交流变压器T变压至统一电压等级U₁；

步骤2、多组低压小容量发电机W2发电，发电电压分别经小容量交直流变换器整流至统一电压等级U₂，判断是否调压成功，若不成功，则再通过大容量直流变换器调整电压至电压等级U₂，否则转至步骤3；

步骤3、将经交流变压器T变压后的交流电压U₁，通过大容量交直流变换器整流为电压等级为U₂的直流电压；

步骤4、将步骤2和步骤3所得的直流电压混合，通过超大容量直流变换器调压至所需电压等级U₀，输入直流电网。