[发明专利]一种基于不控整流器的远海风电并网系统及方法

权利要求书

1.一种基于不控整流器的远海风电并网系统，其特征在于，所述系统包括：风力发电机组、第一升压变压器、交流汇集网、集成不控整流器和岸上换流站；

所述风力发电机组的输出功率经所述第一升压变压器输送至所述交流汇集网实现各个风力发电机组输出功率的汇集，所述交流汇集网将汇集后的输出功率经所述集成不控整流器接入直流送出系统，所述直流送出系统将输出功率经所述岸上换流站送入交流电网。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述风力发电机组包括用于功率输出的全功率变换器；

所述风力发电机组控制所述全功率变换器来控制输出功率，通过对风力发电机组输出功率的控制实现对所述交流汇集网的电压及频率的控制。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集成不控整流器包括不控整流器、第二升压变压器和交流滤波器；所述不控整流器和所述交流滤波器集成在第二升压变压器中。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述不控整流器包含串联的三相不控整流桥，所述三相不控整流桥包括三条并联桥臂和直流滤波器，所述桥臂包括两个串联的二极管。

5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述交流滤波器用于滤除所述三相不控整流桥产生的低次谐波分量。

6.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述集成不控整流器设置在风力发电机组的塔筒平台上。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述岸上换流站为全控整流器，其直流侧与所述集成不控整流器的输出直流侧相连。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交流汇集网，具体用于按照下述方式实现各个风力发电机组输出功率的汇集：

其中：I_Fdi表示第i台风力发电机组输出电流D轴分量；I_Fqi表示第i台风力发电机组输出电流Q轴分量；V_Wdi表示第i台风力发电机组输出电压D轴分量；V_Wqi表示第i台风力发电机组输出电压Q轴分量；V_Fd表示海上风电场交流汇集网交流相电压D轴分量；V_Fq表示海上风电场交流汇集网交流相电压Q轴分量；L_i表示第i台风力发电机组输出滤波电感与第一升压变压器的漏感之和；I_Rd表示交流滤波器整流侧电流D轴分量；I_Rq表示交流滤波器整流侧电流Q轴分量；ω_F为海上风电场交流电压频率；N₁：交流汇集网风电场侧第一升压变压器的变比；C_F为交流滤波器等效电容值；n表示风力发电机组的台数；

交流汇集网风场侧交流母线电流值I_FA为各风力发电机组电流I_F之和，海上风电场交流汇集网电压和电流关系如下式所示：

其中，V_F：交流汇集网的交流相电压值，I_FA：交流汇集网风场侧交流母线电流值，C_F：交流滤波器等效电容值，I_R：交流汇集网整流侧交流母线电流值，L：全功率变换器的滤波电感与第一升压变压器的漏感之和，V_W：风力发电机组的输出电压值，N₁：风电场侧第一升压变压器的变比。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，直流送出系统的电压V_Rdc如下式所示：

其中，N：第二升压变压器的变比，V_F：海上风电场交流汇集网的交流相电压值，ω_F：海上风电场交流汇集网的交流电压频率，L_TR：整流变压器漏感和平波电抗器之和，I_Rdc：直流送出系统的电流。