[发明专利]一种用于海上风电送出的混合级联直流输电系统

说明书

本发明公开了一种用于海上风电送出的混合级联直流输电系统，包括：整流侧高压阀组和整流侧低压阀组；整流侧高压阀组用于在风电交流集电系统的启动阶段中，建立风电交流集电系统的交流电压，以使风电交流集电系统启动后，根据风电交流集电系统的输出功率，为整流侧低压阀组提供启动电压，并将交流电转换成直流电送出；整流侧低压阀组用于接收整流侧高压阀组提供的启动电压，当启动电压大于整流侧低压阀组的阈值电压时，则将交流电转换成直流电送出。本发明解决现有技术中海上风电无源交流系统交流电压难以建立、直流系统启动需要依赖启动电源的技术问题。

技术领域

本发明涉及电力系统输配电技术领域，尤其涉及一种用于海上风电送出的混合级联直流输电系统。

背景技术

海上风电具有风能资源稳定、不占用土地、消纳条件良好的独特优势。中国海上风能资源较为丰富，发展海上风电条件相对优越。为了将海上风电场的电能传输到陆上交流电网，当海上风电场与陆上交流电网之间的距离通常超过100km时，柔性直流输电将带来极大的技术和经济优势。

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)的柔性直流输电系统由于运行方式灵活、具备无源运行能力的特点，在远海风电送出工程中获得了广泛应用；基于12脉动二极管不控整流器(diode rectifier， DR)的送出方式由于海上平台体积小、造价低等优点，也是海上风电送出极具潜力的备选方案，但其缺乏无源运行能力。SIEMENS公司在2015年推出了基于 DR的海上风电直流送出方案，具备体积小、成本低、运行控制简单的优势，成为未来极具竞争力的备选方案之一。但DR方案需要海上风电场交流侧具备无源运行能力，同时其启动过程需要交流回线、储能设备或启动电源。对于DR送出方案，目前存在的主要难点包括无源系统交流电压难以建立、系统启动需要依赖启动电源。

为有效解决上述现有技术存在的问题，并充分利用MMC和DR各自的优点，送端结合MMC和DR，构成混合直流并联送出系统，是未来远海风电送出系统的可行方案之一。

发明内容

本发明提供了一种用于海上风电送出的混合级联直流输电系统，以解决现有技术中海上风电无源交流系统交流电压难以建立、直流系统启动需要依赖外部启动电源输电系统来提供启动电源的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于海上风电送出的混合级联直流输电系统，包括：包括：整流侧高压阀组和整流侧低压阀组；

所述整流侧高压阀组的第一直流侧与所述整流侧低压阀组的直流侧串联，所述整流侧高压阀组与所述整流侧低压阀组的交流侧共同接入风电交流集电系统；

所述整流侧高压阀组，用于在所述风电交流集电系统的启动阶段中，建立所述风电交流集电系统的交流电压，以使所述风电交流集电系统启动后，根据所述风电交流集电系统的输出功率，为所述整流侧低压阀组提供启动电压，并将所述风电交流集电系统的交流电转换成直流电送出，从而达到所述风电交流集电系统的稳定运行阶段；

所述整流侧低压阀组，用于接收所述整流侧高压阀组提供的所述启动电压，当所述启动电压大于所述整流侧低压阀组的阈值电压时，则将所述风电交流集电系统中的交流电转换成直流电送出。

作为优选方案，所述整流侧高压阀组，还用于在所述风电交流集电系统的稳定运行阶段中，建立并提供所述风电交流集电系统和所述整流侧低压阀组的稳态交流电压；

所述整流侧低压阀组，还用于在所述风电交流集电系统的稳定运行阶段中，接收在所述整流侧高压阀组提供的稳态交流电压，实现混合级联直流输电系统的稳态运行。

作为优选方案，还包括：逆变侧高压阀组和逆变侧低压阀组；

所述整流侧低压阀组的直流侧接入所述逆变侧低压阀组的直流侧；