[实用新型]一种风电双极柔直电网系统

说明书

本实用新型公开一种风电双极柔直电网系统，包括3个风电场、两个风电场侧换流站WFMMC、两个电网侧换流站GSMMC、耗散电阻装置以及斩波电阻装置，其中：风电场输出与风电场侧换流站WFMMC之间通过交流三相母线连接，风电场侧换流站WFMMC与电网侧换流站GSMMC之间采用双回直流输电线路分别连接站内正负极换流器；耗散电阻装置并联在两个风电场侧换流站WFMMC的交流侧，斩波电阻装置并联在风电场内部全功率变频器的直流联络线正负极之间。本实用新型提供的系统实现了无闭锁穿越直流故障。

技术领域

本实用新型涉及电力系统输配电技术领域，更具体地，涉及一种风电双极柔直电网系统。

背景技术

随着新能源发电的需求和直流输电技术的发展，高压直流输电目前被广泛用于大型风电并网远距离输送中。建立采用模块化多电平换流器的柔性直流电网具有有功无功控制解耦、可连接无源电网等多方面的技术优势，是实现大规模风电远距离并网的有效方法。

近年来，国内外有许多学者针对采用柔性直流风电并网的控制系统进行了广泛的研究。阳岳希等人(阳岳希,贺之渊,周杨,等.厦门±320kV 柔性直流输电工程的控制方式和运行性能[J].智能电网,2016,4(3): 229-234.)研究了真双极结构的控制运行方式，其正负极完全独立，在单极发生故障时非故障极依然可以传输功率，能够提高系统的运行可靠性，在多端直流电网中具有广泛的应用前景。

在远距离电力输送中，多端直流电网通常采用架空线进行连接。由于架空线路故障率高，柔性直流电网需具备线路故障处理能力，同时为防止换流站发生故障，柔性直流电网还应具备换流器故障处理能力。对于直流线路故障，当前研究主要集中于伪双极、点对点系统的故障隔离及穿越，而对于多端联网后的故障处理方法尚不明确；对于换流器故障，目前有学者提出了受端换流站退出运行后的功率转代策略，但对于情况更为严重的送端换流器故障运行控制鲜有研究。

由半桥子模块(half bridge sub-module，HBSM)和全桥子模块(full bridgesub-module，FBSM)组成的混合型多电平变换器(modular multilevel converter，MMC)具备交直流解耦能力，可不闭锁换流器穿越故障，并能够持续为风机提供交流电压支撑，因此采用混合型MMC构建柔性直流电网可以有效应对电网的故障问题。但现有文献均关注于混合型MMC的本体研究，例如子模块比例配置、直流故障穿越控制器的设计等，对于应用于风电并网的研究很少，特别是含风电的多端直流(multi-terminal DC， MTDC)系统级故障运行控制研究。

无论是换流站还是直流线路故障，由于风电场在故障期间不断输出功率，若不采取能量耗散措施，过剩的功率灌注到MMC当中，将会导致换流站子模块电容过电压甚至电网崩溃。为了解决该问题，董旭等人(董旭,张峻榤,王枫,向往，等.风电经架空柔性直流输电线路并网的交直流故障穿越技术[J].电力系统自动化,2016,40(18):48-55.)提出了在直流线路上并联耗散电阻的方法，从而在故障期间吸收风功率，但其所需电阻阻值过大，且成本高、占地面积大。

更进一步地，上述现有方案并未针对采用柔性直流输电技术进行风电并网构成多端双极直流电网的交直流故障穿越、故障能量耗散及子模块内部过电压进行综合分析。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于解决现有方案并未针对采用柔性直流输电技术进行风电并网构成多端双极直流电网的交直流故障穿越、故障能量耗散及子模块内部过电压进行综合分析的技术问题。