[发明专利]基于中-低-工频汇集的新型深远海风电输电系统

权利要求书

1.基于中-低-工频汇集的新型深远海风电输电系统，其特征在于，包括发出多个100～500Hz的中频交流电的多个风电机组，每个所述风电机组的能量输送端口连接一个汇流升压变压器的一次侧，多个所述汇流升压变压器的二次侧并联，且连接中频汇流母线，所述中频汇流母线连接将中频电能变换为10～20Hz的低频交流电的海上升压变频站，所述海上升压变频站连接海底电缆，所述海底电缆连接将低频电能转换为50/60Hz的工频电能的陆上变频并网站，所述陆上变频并网站连接陆上工频电网。

2.根据权利要求1所述基于中-低-工频汇集的新型深远海风电输电系统，其特征在于，所述海上升压变频站采用直接式交交变换器a，所述陆上变频并网站采用直接式交交变换器b。

3.根据权利要求1所述基于中-低-工频汇集的新型深远海风电输电系统，其特征在于，所述直接式交交变换器a、直接式交交变换器b均包括含有三个铁芯柱的三相心式多绕组变压器，三相心式多绕组变压器的每个铁芯柱上连接一组绕组，每组绕组均包括一个初级绕组和多个次级绕组，每个初级绕组分别连接输入电压A相、B相、C相中的其中一相，还包括六个级联AC/AC变换器，六个级联AC/AC变换器两两分为一组，每组级联AC/AC变换器输入端连接一组绕组的多个次级绕组，根据每组绕组接入的电压相，对应将三组级联AC/AC变换器设定为A组级联AC/AC变换器、B组级联AC/AC变换器、C组级联AC/AC变换器，A组中的第一个级联AC/AC变换器正极通过LC滤波器a连接B组中的第一个级联AC/AC变换器负极，A组中的第一个级联AC/AC变换器负极连接B组中的第一个级联AC/AC变换器正极，B组中的第二个级联AC/AC变换器正极通过LC滤波器b连接C组中的第一个级联AC/AC变换器负极，B组中的第二个级联AC/AC变换器负极连接C组中的第一个级联AC/AC变换器正极，C组中的第二个级联AC/AC变换器正极通过LC滤波器c连接A组中的第二个级联AC/AC变换器负极，C组中的第二个级联AC/AC变换器负极连接A组中的第二个级联AC/AC变换器正极，A组中第二个级联AC/AC变换器负极分别连接B组中的第一个级联AC/AC变换器负极、C组中的第一个级联AC/AC变换器负极，LC滤波器a连接A相输出端口正极，LC滤波器b连接B相输出端口正极，LC滤波器c连接C相输出端口正极，所述直接式交交变换器a的初级绕组连接中频汇流母线，所述直接式交交变换器a的A相输出端口正极、B相输出端口正极、C相输出端口正极均连接海底电缆，所述直接式交交变换器b的初级绕组连接陆上工频电网，所述直接式交交变换器b的A相输出端口正极、B相输出端口正极、C相输出端口正极均连接海底电缆的输出端。

4.根据权利要求3所述基于中-低-工频汇集的新型深远海风电输电系统，其特征在于，所述LC滤波器a、LC滤波器b、LC滤波器c均包括一端连接级联AC/AC变换器正极的电感，电感另一端连接电容正极板、输出端口正极，电容负极板连接另一个级联AC/AC变换器负极。

5.根据权利要求3所述基于中-低-工频汇集的新型深远海风电输电系统，其特征在于，所述每个级联AC/AC变换器均包括一个或多个双极性直接式AC/AC变换器，多个双极性直接式AC/AC变换器依次通过输出负极连接相邻双极性直接式AC/AC变换器输出正极的方式连接，首端双极性直接式AC/AC变换器正极即为级联AC/AC变换器正极，末端双极性直接式AC/AC变换器负极即为级联AC/AC变换器负极，每个双极性直接式AC/AC变换器输入端连接一个次级绕组。

6.根据权利要求4所述基于中-低-工频汇集的新型深远海风电输电系统，其特征在于，所述A组级联AC/AC变换器的第一个级联AC/AC变换器、B组级联AC/AC变换器中的第二个级联AC/AC变换器、C组级联AC/AC变换器中的第二个级联AC/AC变换器均采用如式(1)所示调制波：

D₁＝V_D1cos[(ω₂-ω₁)t+30°+α] (1)

所述A组级联AC/AC变换器的第二个级联AC/AC变换器、B组级联AC/AC变换器中的第一个级联AC/AC变换器、C组级联AC/AC变换器中的第一个级联AC/AC变换器均采用如式(2)所示调制波：

D₂＝V_D2cos[(ω₂-ω₁)t-90°+α] (2)

其中ω₁为输入电压的角频率，ω₂为输出电压的角频率，V_D1和V_D2为两个调制波的幅值；V_D1取值范围为0到1，V_D2取值为V_D1的相反数，载波采用幅值为-1到1的三角波，α为相位偏移角，也为输出电压的初相角。