[发明专利]一种混合式海上风场变流器拓扑结构及其使用方法

权利要求书

1.一种混合式海上风场变流器拓扑结构，其特征在于，包括：二极管整流器和并联换流器，所述二极管整流器的交流侧与风场内网电连接，所述二极管整流器的直流侧与高压直流输电线一端电连接；所述并联换流器包括电力电子变压器，所述电力电子变压器的交流侧与风场内网输出变压器电连接，所述电力电子变压器的直流侧第一输出端连接半桥模块串的第一端，半桥模块串的第二端和所述电力电子变压器的直流侧第二输出端通过LC滤波电路与所述高压直流输电线另一端电连接。

2.根据权利要求1所述的混合式海上风场变流器拓扑结构，其特征在于，所述电子电力变压器包括：输送单元和隔离单元，所述输送单元的第一端与所述风场内网输出变压器电连接，所述输送单元的第二端与所述隔离单元的第一端电连接，所述隔离单元的第二端与半桥模块串一端电连接。

3.根据权利要求2所述的混合式海上风场变流器拓扑结构，其特征在于，所述输送单元包括三相输送电路，所述输送电路包括第一H桥模块和第一稳压电容，所述第一H桥模块与所述第一稳压电容并联连接，三相输送电路中的第一H桥模块分别与风场内网输出变压器的次级绕组电连接，不同第一H桥模块之间相互级联，所述第一H桥模块内设置有吸收电容。

4.根据权利要求3所述的混合式海上风场变流器拓扑结构，其特征在于，所述隔离单元包括三相隔离电路，所述隔离电路包括第二H桥模块、第三H桥模块和高频变压器，所述第二H桥模块的第一端与所述稳压电容电连接，所述高频变压器的两端分别与所述第二H桥模块的第二端和所述第三H桥模块的第一端电连接，所述第三H桥模块的第二端与所述半桥模块串一端电连接；所述第二H桥模块和所述第三H桥模块与所述高频变压器之间均设置有隔直电容，所述第三H桥模块并联设置第二稳压电容，所述第二H桥模块和所述第三H桥模块内设置有吸收电容。

5.根据权利要求1所述的混合式海上风场变流器拓扑结构，其特征在于，所述半桥模块串包括多个半桥模块，多个所述半桥模块串联连接。

6.根据权利要求1所述的混合式海上风场变流器拓扑结构，其特征在于，所述LC滤波电路包括滤波电感和滤波电容，所述滤波电感的第一端分别与所述半桥模块串的第二端和所述滤波电容的第一端电连接，所述滤波电感的第二端与所述高压直流输电线电连接，所述滤波电容的第二端分别与所述电力电子变压器的直流侧第二输出端和所述高压直流输电线电连接。

7.根据权利要求6所述的混合式海上风场变流器拓扑结构，其特征在于，所述高压直流输电线包括正高压直流输电线和负高压直流输电线，所述正高压直流输电线与所述滤波电感的第二端电连接，所述负高压直流输电线分别与所述滤波电容的第二端分别与所述电力电子变压器的直流侧第二输出端电连接。

8.根据权利要求1所述的混合式海上风场变流器拓扑结构，其特征在于，所述二极管流器为多重化二极管整流器。

9.一种混合式海上风场变流器拓扑结构使用方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的混合式海上风场变流器拓扑结构，所述方法包括：

风场启动阶段，并联换流器中电力电子变压器通过逆变功能将高压直流侧电能输送到风场内网且建立风场内网交流电压，并控制风场内网电压低于二极管整流器的整流阈值电压使二极管整流器不工作；

风电机组开始发电，风场由负载转变为电源，此时风场内网开始通过并联换流器向高压直流侧输送有功功率；

当风场完成启动后由电力电子变压器提升AC端口电压，抬升风场内网电压，使其达到二极管整流器的整流阈值电压；

随后电力电子变压器逐渐减小向直流侧输送有功功率，使风场输出功率由并联换流器转移到二极管整流器，并联换流器逐步在零有功功率情况下运行；

风场进入稳定发电运行阶段，并联换流器不再向电网传输有功功率，将并联换流器中子模块串所有模块闭锁以从系统中去除。