[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

说明书

本发明提供了一种基于不控整流器的远海风电并网系统及方法，所述系统包括：风力发电机组、第一升压变压器、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交流汇集网实现各个风力发电机组功率的汇集，所述交流汇集网将汇集后的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功率经所述岸上换流站送入交流电网。本发明提供的技术方案能有效解决现有海上风电场功率送出方案中换流站平台占地面积大、投资成本高的问题，为海上风电提供了技术支撑。

技术领域

本发明涉及新能源直流并网技术，具体涉及一种基于不控整流器的远海风电并网系统及方法。

背景技术

大规模远海风电场功率直流送出是一种必然的技术趋势。目前典型直流送出方案主要有两种，分别为基于晶闸管的LCC传统直流输电系统和基于IGBT的柔性直流输电系统，分别如附图1和附图2所示。远海风电的开发是未来新能源大规模利用的诱人场景之一。鉴于送端换流站是建立在环境恶劣的海上，基于晶闸管的LCC传统直流输电系统无疑将存在于海上平台占地面积大，环境影响明显，且需要大量无功支撑设备等问题；而基于IGBT的柔性直流输电系统将存在可靠性低，后期运营维护困难以及前期投资成本高等弊端。

目前尚有诸多技术问题需要突破，现阶段不存在基于LCC传统直流输电系统的远海风电直流并网工程，随着海上风电的开发进程的加快，基于IGBT柔性直流输电系统的远海风电直流并网工程正在逐步开展实施，例如德国的波罗的海和北海，目前面对的难点是投资成本以及运营维护成本太高。

因此，需要提供一种远海风力发电并网系统拓扑方案，用于解决现有直流送出方案在海上应用存在的投资成本高、可靠性差以及运营维护工作量大等弊端。

发明内容

本发明提供一种基于不控整流器的远海风电并网系统，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。

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。

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。

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。

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。

所述集成不控整流器设置在风力发电机组的塔筒平台上。

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。

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：