[发明专利]混合型海上风场直流换流器

权利要求书

1.一种混合型海上风场直流换流器，其特征在于，包括：

二极管整流器，所述二极管整流器的交流侧连接至风场内网，所述二极管整流器的直流侧连接至高压直流；

辅助换流器，所述辅助换流器分别与风场内网及高压直流连接；其中

所述辅助换流器包括：

模块化多电平变换器，所述模块化多电平变换器的交流侧经变压器连接至风场内网；

子模块串，所述子模块串的一端连接至所述模块化多电平变换器，另一端连接至高压直流输电线路；

滤波电路，所述子模块串的另一端经过所述滤波电路连接至高压直流输电线路；

所述滤波电路包括滤波电感和滤波电容，所述滤波电感和所述滤波电容串联在高压直流输电线路正、负极之间，所述子模块串的一端连接至所述滤波电感和所述滤波电容的连接点，所述子模块串的另一端连接至所述模块化多电平变换器的直流侧输入端正极，所述模块化多电平变换器的直流侧输入端负极连接至高压直流输电线路负极；

换流器的运行分为三个阶段：1.在风场启动阶段，由辅助换流器建立风场内网交流电压，并控制风场内网电压低于二极管整流器的整流阈值电压，此时二极管整流器不工作，风场的启动功率由辅助换流器提供，风电机组按照常规控制策略启动并网；2.风电机组开始发电，风场由负载转变为电源，输出功率不断增加，当风场完成启动后由辅助换流器抬升风场内网电压达到二极管整流器的整流阈值电压，使风场输出功率由辅助换流器转移到二极管整流器，并对辅助换流器的交流侧电压幅值进行控制，使辅助换流器保持在零功率运行状态；3.风场进入稳态发电阶段，全部有功功率由二极管整流器输送，此时辅助换流器为零功率运行状态，辅助换流器中的模块化多电平变换器起到补偿风场内部无功功率和补偿电流的谐波的功能。

2.根据权利要求1所述的混合型海上风场直流换流器，其特征在于，所述模块化多电平变换器由半桥子模块构成。

3.根据权利要求2所述的混合型海上风场直流换流器，其特征在于，所述模块化多电平变换器中每个桥臂的半桥子模块的数量为8个，所述模块化多电平变换器中每个桥臂的电感为1mH，所述模块化多电平变换器的直流输出电压额定值为16kV，所述模块化多电平变换器的交流输出电压额定值为6kV。

4.根据权利要求3所述的混合型海上风场直流换流器，其特征在于，所述子模块串包括45个半桥子模块。

5.根据权利要求4所述的混合型海上风场直流换流器，其特征在于，所述半桥子模块的额定电压为2kV。

6.根据权利要求5所述的混合型海上风场直流换流器，其特征在于，所述子模块串的直流输出电压额定值为84kV。

7.根据权利要求1所述的混合型海上风场直流换流器，其特征在于，所述滤波电感为50mH，所述滤波电容为150μF。

8.根据权利要求1所述的混合型海上风场直流换流器，其特征在于，所述子模块串的绝缘栅双极型晶体管开关频率为200Hz，所述模块化多电平变换器的绝缘栅双极型晶体管开关频率为1000Hz。

9.根据权利要求1所述的混合型海上风场直流换流器，其特征在于，所述二极管整流器为12脉动二极管整流器、24脉动二极管整流器或多重化二极管整流器。