[发明专利]一种轻型化海上风电送出系统和控制方法

权利要求书

1.一种轻型化海上风电送出系统，其特征在于，包括：风电场、集电系统、海上换流站和陆上换流站；

所述风电场包括：N个风电机组，以及分别与所述N个风电机组连接的第一变压器，所述第一变压器用于将所述风电机组输出的电能升压至第一电压等级的交流电，并将所述第一电压等级的交流电输送至所述集电系统，N为正整数；

所述集电系统用于将接收到的所述第一电压等级的交流电传输至所述海上换流站；

所述海上换流站包括：二极管整流单元，所述二极管整流单元的输入端与所述集电系统的输出端连接，所述二极管整流单元用于将所述第一电压等级的交流电转换为直流电，并将所述直流电输送至所述陆上换流站；

所述陆上换流站用于对所述直流电进行逆变处理，以得到第二电压等级的交流电，并将所述第二电压等级的交流电输送至陆上交流电网。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一电压等级为66kV电压等级。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述风电场还包括：背靠背换流器、第一控制模块和第二控制模块；

所述背靠背换流器包括机侧换流器和网侧换流器，所述第一控制模块与所述机侧换流器连接，所述第二控制模块与所述网侧换流器连接；

所述机侧换流器的交流端分别与所述N个风电机组的输出端连接，所述机侧换流器的直流端与所述网侧换流器的直流端连接，所述网侧换流器的交流端与所述第一变压器连接；

所述第一控制模块用于采用双环矢量控制方式，控制所述机侧换流器的有功功率和无功功率；

所述第二控制模块用于采用双环矢量控制方式，控制所述网侧换流器的直流电压和交流电压。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述二极管整流单元包括：两组相互并联的脉动换流桥，每一组脉动换流桥的输出端分别连接有直流滤波器和平波电抗器。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，每一组脉动换流桥包括6个脉动不可控换流器。

6.一种风电送出系统控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5中任一项所述的轻型化海上风电送出系统，所述方法包括：

获取风电场输出的第一电压等级的交流电；

采用二极管整流单元将所述第一电压等级的交流电转换为直流电，并将所述直流电输送至所述陆上换流站；

对所述直流电进行逆变处理，以得到第二电压等级的交流电，并将所述第二电压等级的交流电输送至陆上交流电网。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述采用二极管整流单元将所述第一电压等级的交流电转换为直流电，并将所述直流电输送至所述陆上换流站的步骤，包括：

采用双环矢量控制方式，控制机侧换流器的有功功率和无功功率，以及控制网侧换流器的直流电压和交流电压。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述采用双环矢量控制方式，控制机侧换流器的有功功率和无功功率，以及控制网侧换流器的直流电压和交流电压的步骤，包括：

对所述机侧换流器的三相参数进行标幺化处理，并对所述标幺化处理后的三相参数进行派克变换，以得到与所述三相参数对应的两相参数；

基于所述两相参数进行双环矢量控制，以得到包括交轴电压和直轴电压的直流调制波；

对所述直流调制波进行反变换处理，以得到三相调制波；

将所述三相调制波与三角载波进行匹配，并根据匹配结果生成正弦脉宽调制SPWM信号；

基于所述SPWM信号，控制背靠背换流器中的绝缘栅双极型晶体管IGBT的开关状态，以对机侧换流器的有功功率和无功功率进行控制，且对网侧换流器的直流电压和交流电压进行控制。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于所述两相参数进行双环矢量控制，以得到包括交轴电压和直轴电压的直流调制波，包括：

所述机侧换流器的第一外环矢量控制器获取所述机侧换流器的实际功率值，并确定所述实际功率值与期望功率值之间的第一差值；

所述网侧换流器的第二外环矢量控制器获取所述机侧换流器的实际电压值，并确定所述实际电压值与期望电压值之间的第二差值；

将所述第一差值输入至所述机侧换流器的第一内环矢量控制器，并将所述第二差值输入至所述网侧换流器的第二内环矢量控制器，由所述第一内环矢量控制器和所述第二内环矢量控制器分别进行内环矢量控制，以消除所述第一差值和所述第二差值，得到包括交轴电压和直轴电压的直流调制波。