CN116780606B - 交直流混合汇集直流串联送出主接线系统及其启动方法 - Google Patents

交直流混合汇集直流串联送出主接线系统及其启动方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116780606B
CN116780606B CN202311057731.5A CN202311057731A CN116780606B CN 116780606 B CN116780606 B CN 116780606B CN 202311057731 A CN202311057731 A CN 202311057731A CN 116780606 B CN116780606 B CN 116780606B
Authority
CN
China
Prior art keywords
direct current
isolating switch
converter
collection module
converter valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202311057731.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116780606A (zh
Inventor
赵峥
李明
徐莹
李探
樊林禛
郑宽
冮明泽
滕尚甫
薛英林
陈琦琛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Economic and Technological Research Institute
Original Assignee
State Grid Economic and Technological Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Economic and Technological Research Institute filed Critical State Grid Economic and Technological Research Institute
Priority to CN202311057731.5A priority Critical patent/CN116780606B/zh
Publication of CN116780606A publication Critical patent/CN116780606A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116780606B publication Critical patent/CN116780606B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/02—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks using a single network for simultaneous distribution of power at different frequencies; using a single network for simultaneous distribution of ac power and of dc power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/125—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M3/135—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M3/137—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/145—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/155—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/162—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • H02M7/1623—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only in a bridge configuration with control circuit
    • H02M7/1626—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only in a bridge configuration with control circuit with automatic control of the output voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

本发明属于柔性直流输电技术领域，涉及一种交直流混合汇集直流串联送出主接线系统及其启动方法，包括：交流汇集模块、直流汇集模块、混合直流汇集模块和直流输出模块；交流汇集模块，用于汇集近区新能源场站交流系统的交流信号；直流汇集模块，用于汇集远区新能源场站直流系统的直流信号；混合直流汇集模块，用于分别将交流汇集模块和直流汇集模块中电信号转换为直流信号，并将直流信号按照串联方式进行汇集；直流输出模块，用于输出混合直流汇集模块汇集的直流信号。同时发挥了交流系统在近距离、小容量与直流系统远距离、大容量汇集方面的优势，显著减少了汇集模块的变换环节、交流汇集电压水平，对降低工程投资效果显著。

Description

交直流混合汇集直流串联送出主接线系统及其启动方法
技术领域
本发明涉及一种交直流混合汇集直流串联送出主接线系统及其启动方法，属于柔性直流输电技术领域。
背景技术
国内外已经建成的1GW级海上风电柔直工程以及陆上新能源直流送出工程均采用交流汇集方式。随着风电场容量不断扩大、汇集距离越来越远，传统的低压交流基频汇集方式难以满足技术需求，低频汇集或更高电压等级的交流汇集方式均会带来投资成本的大幅增加，无法满足当前新能源平价上网时代的并网需要。
减少汇集系统的电压变换环节、降低交流汇集系统的绝缘水平是满足经济性汇集的核心因素。低压交流汇集在小容量、近距离新能源汇集方面综合性能较优，直流汇集在大容量、远距离新能源汇集方面更具技术优势。对于大容量远距离新能源场站，单纯采用全直流汇集方式也会导致较高的投资成本。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种具有可靠性、灵活性和经济性的大规模新能源的交直流混合汇集直流串联送出主接线系统及其启动方法。
为实现上述目的，本发明提出了以下技术方案：一种交直流混合汇集直流串联送出主接线系统，包括：交流汇集模块、直流汇集模块、混合直流汇集模块和直流输出模块；所述交流汇集模块，用于汇集近区新能源场站交流系统的交流信号；所述直流汇集模块，用于汇集远区新能源场站直流系统的直流信号；所述混合直流汇集模块，用于分别将所述交流汇集模块和直流汇集模块中电信号转换为直流信号，并将所述直流信号按照串联方式进行汇集；所述直流输出模块，用于输出所述混合直流汇集模块汇集的直流信号。
进一步，所述混合直流汇集模块包括交-直变换器和直-直变换器，所述交-直变换器用于所述交流汇集模块的电信号转换，所述直-直变换器用于所述直流汇集模块的电信号转换。
进一步，所述交流汇集模块包括若干交流风机，若干所述交流风机并联以组成所述交流系统，采集所述交流系统的功率信号，并使其经过所述交-直变换器转换为直流信号。
进一步，所述直流汇集模块包括若干直流风机，若干所述直流风机串联以组成所述直流系统，采集所述直流系统的功率信号，并使其经过所述直-直变换器转换为直流信号。
进一步，所述交-直变换器包括联接变压器、上桥臂电抗器、下桥臂电抗器、上桥臂换流阀、下桥臂换流阀、第一直流隔离开关和第二直流隔离开关，所述联接变压器的输入端连接所述交流汇集模块，所述联接变压器的输出端分别连接各相的上桥臂电抗器和下桥臂电抗器的输入端，所述上桥臂电抗器的输出端连接所述上桥臂换流阀的输入端，所述下桥臂电抗器的输出端连接所述下桥臂换流阀的输入端，所述上桥臂换流阀的输出端通过所述第一直流隔离开关与正极直流母线相连，或者所述下桥臂换流阀的输出端通过所述第二直流隔离开关与负极直流母线相连。
进一步，当所述上桥臂换流阀的输出端通过所述第一直流隔离开关与正极直流母线相连时，所述下桥臂换流阀的输出端通过所述第二直流隔离开关与所述直-直变换器相连；当所述下桥臂换流阀的输出端通过所述第二直流隔离开关与负极直流母线相连时，所述上桥臂换流阀的输出端通过所述第一直流隔离开关与所述直-直变换器相连，所述第一直流隔离开关或者第二直流隔离开关通过第三直流隔离开关与所述直-直变换器相连。
进一步，所述第一直流隔离开关或第二直流隔离开关与直流母线之间设置限流电抗器，所述第一直流隔离开关和所述第二直流隔离开关的输入端通过第一快速旁路开关相连，所述第一直流隔离开关和所述第二直流隔离开关的输出端通过第四直流隔离开关相连。
进一步，所述直-直变换器包括第一直流电容器、直流电抗器、第一晶闸管换流阀、第二晶闸管换流阀和柔直换流阀；所述直流汇集模块与所述第一直流电容器并联，所述直流汇集模块的正极端依次通过所述直流电抗器和第一晶闸管换流阀连接正极母线，所述直流汇集模块的负极端依次通过所述第二晶闸管换流阀连接负极母线，所述第一晶闸管换流阀和第二晶闸管换流阀之间通过所述柔直换流阀连接。
进一步，所述直-直变换器还包括第二直流电容器和第三直流电容器，所述第二直流电容器一端与所述正极母线连接另一端接地，所述第三直流电容器一端与所述负极母线连接另一端接地；所第一晶闸管换流阀与所述正极母线之间设置第五直流隔离开关；所二晶闸管换流阀与所述负极母线之间设置第六直流隔离开关；所述第五直流隔离开关和所述第六直流隔离开关的输入端通过第二快速旁路开关相连，所述第五直流隔离开关和所述第六直流隔离开关的输出端通过第七直流隔离开关相连。
本发明公开了一种交直流混合汇集直流串联送出主接线系统的启动方法，用于上述任一项所述的交直流混合汇集直流串联送出主接线系统，包括以下步骤：由对站产生直流电压UD为直-直变换器系统充电，进而启动远区新能源场站，实现远区新能源的正常发电；为交流汇集系统所连的交-直变换器充电，分别解锁正极柔直换流阀和负极柔直换流阀，使换流阀的直流端口电压为0kV；启动近区新能源发电，并在发电过程中，根据近区新能源和远区新能源的投入情况，调整柔性换流阀的直流端口电压，直到直流母线电压升到额定电压Ud。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本发明提出了一种大规模新能源通过交、直流系统混合汇集方案，同时发挥了交流系统在近距离、小容量与直流系统远距离、大容量汇集方面的优势，显著减少了汇集系统的变换环节、交流汇集电压水平，对降低工程投资效果显著。
2、本发明中方案在正常情况下直-直变换器与交-直变换器可同时启动；也可先启动直-直变换器，再投入交-直变化器；在某一种变化器故障或检修情况下，可以单独启动另一种变换器，能够更好的适应大规模新能源汇集下的所需的各种运行方式。
3、本发明中方案通过在交-直变换器中增加一定比例的全桥子模块，可以动态适应同一新能源场区不同位置出力的微小变化。
综上所述，本发明中方案可以广泛应用于大规模新能源直流输电领域。
附图说明
图1是本发明一实施例中交直流混合汇集直流串联送出主接线系统的示意图；
图2是本发明一实施例中混合直流汇集模块的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，通过具体实施例对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，具体实施方式的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，所用到的术语仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
为了解决现有技术中存在的低压交流汇集在小容量、近距离新能源汇集方面综合性能较优，直流汇集在大容量、远距离新能源汇集方面更具技术优势，对于大容量远距离新能源场站，单纯采用全直流汇集方式也会导致较高的投资成本等问题，本发明提出了一种交直流混合汇集直流串联送出主接线系统及其启动方法，其按照并网距离对新能源场站进行划分，距离较近的采用传统交流汇集方式，距离较远的采用直流汇集，则能够最大程度的发挥两种汇集方式的技术优势，同时实现整体投资最优；另一方面，两种汇集模块在送出侧分别通过交-直变换器和直-直变换器转化为同电压等级的高压直流，然后通过串联方式把功率一体化送出；同时，当某一汇集模块或对应的变换化器发生故障时，另一汇集送出系统可正常运行。下面结合附图，通过实施例对本发明进行详细阐述。
实施例一
本实施例公开了一种交直流混合汇集直流串联送出主接线系统，如图1所示，包括：交流汇集模块、直流汇集模块、混合直流汇集模块和直流输出模块；
交流汇集模块，用于汇集近区新能源场站交流系统的交流信号；交流汇集模块包括若干近区新能源场站的交流风机，若干交流风机并联以组成交流系统，以电压为U1采集交流系统的功率信号。
直流汇集模块，用于汇集远区新能源场站直流系统的直流信号；直流汇集模块包括若干直流风机，若干直流风机串联以组成电压为2Ua的直流系统，采集直流系统的功率信号。
混合直流汇集模块包括交-直变换器和直-直变换器，交-直变换器用于交流汇集模块的电信号转换，使以交流汇集模块中电压为U1采集交流系统的功率信号经过交-直变换器转换为直流信号；直-直变换器用于直流汇集模块的电信号转换，使以直流汇集模块中电压为2Ua采集直流系统的功率信号经过直-直变换器转换为直流信号。混合直流汇集模块，用于分别将交流汇集模块和直流汇集模块中电信号转换为直流信号，并将直流信号按照串联方式进行汇集，汇集后形成电压2Ud。
直流输出模块，用于输出混合直流汇集模块汇集的直流信号。
其中，直流汇集模块和直流输出模块均采用对称单极拓扑结构。
交-直变换器包括联接变压器、上桥臂电抗器、下桥臂电抗器、上桥臂换流阀、下桥臂换流阀、第一直流隔离开关和第二直流隔离开关，联接变压器的输入端连接交流汇集模块，联接变压器的输出端分别连接各相的上桥臂电抗器和下桥臂电抗器的输入端，上桥臂电抗器的输出端连接上桥臂换流阀的输入端，下桥臂电抗器的输出端连接下桥臂换流阀的输入端，上桥臂换流阀的输出端通过第一直流隔离开关与正极直流母线相连，或者下桥臂换流阀的输出端通过第二直流隔离开关与负极直流母线相连。即本实施例中提供的交-直变换器可以是多个，其中一个交-直变换器上桥臂换流阀的输出端通过第一直流隔离开关与正极直流母线相连，另一个下桥臂换流阀的输出端通过第二直流隔离开关与负极直流母线相连。当上桥臂换流阀的输出端通过第一直流隔离开关与正极直流母线相连时，下桥臂换流阀的输出端通过第二直流隔离开关与直-直变换器相连；当下桥臂换流阀的输出端通过第二直流隔离开关与负极直流母线相连时，上桥臂换流阀的输出端通过第一直流隔离开关与直-直变换器相连，第一直流隔离开关或者第二直流隔离开关通过第三直流隔离开关与直-直变换器相连。第一直流隔离开关或第二直流隔离开关与直流母线之间设置限流电抗器，第一直流隔离开关和第二直流隔离开关的输入端通过第一快速旁路开关相连，第一直流隔离开关和第二直流隔离开关的输出端通过第四直流隔离开关相连。本实施例中上桥臂换流阀和下桥臂换流阀为半桥子模块HBSM、全桥子模块FBSM或者半桥子模块HBSM和全桥子模块FBSM的组合组成，具体设置半桥子模块HBSM和全桥子模块FBSM的个数按照实际需要确定。半桥子模块HBSM由两个子模块和电容组成，两个子模块串联，并和一个电容并联，子模块由并联的场效应管和二极管组成。全桥子模块HBSM由四个子模块和电容组成，第一个子模块和第二个子模块串联，第三个子模块和第四个子模块串联，第一个子模块和第二个子模块与第三个子模块和第四个子模块、电容并联。
如图2所示，本实施例中以交-直变换器的个数是两个为例进行说明，即正极近区交流汇集模块和负极近区交流汇集模块，交-直变换器的具体个数可以根据具体交流汇集模块的个数而定。而正极近区交流汇集模块和负极近区交流汇集模块的交流侧可通过交流线路相连，也可以分别接入交-直变换器。
与正极近区交流汇集模块相连的交-直变换器的拓扑结构如图2所示，联接变压器T1（a、b、c三相）的网侧与交流汇集系统相连，阀侧分别与正极近区的上桥臂、下桥臂电抗器L0（a、b、c三相）的一端相连，上桥臂、下桥臂电抗器L0（a、b、c三相）的另一端分别与该桥臂的换流阀的一端相连，上桥臂换流阀三相汇集后与直流隔离开关Q11的一端相连，直流隔离开关Q11的另一端与正极限流电抗器L2的一端相连，正极限流电抗器L2的另一端与正极直流母线相连，下桥臂换流阀三相汇集后和直流隔离开关Q13的一端相连，直流隔离开关Q13的另一端通过直流隔离开关Q44与直-直变换器的正极母线相连；快速旁路开关Q1的一端与上桥臂换流阀三相汇集后和直流隔离开关Q11的连接点相连，快速旁路开关Q1的另一端与下桥臂换流阀三相汇集后与直流隔离开关Q13的连接点相连；直流隔离开关Q12的一端与直流隔离开关Q11和正极限流电抗器L2的连接点相连，直流隔离开关Q12的另一端与直流隔离开关Q13和直流隔离开关Q44的连接点相连。
与正极近区交流汇集模块相连的交-直变换器的拓扑结构如图2所示，联接变压器T2（a、b、c三相）的网侧与交流汇集系统相连，阀侧分别与负极近区的上桥臂、下桥臂电抗器L0（a、b、c三相）的一端相连，上桥臂、下桥臂电抗器L0（a、b、c三相）的另一端分别与该桥臂的换流阀相连，下桥臂换流阀三相汇集后与直流隔离开关Q33的一端相连，直流隔离开关Q33的另一端与负极限流电抗器L2的一端相连，负极限流电抗器L2的另一端与负极直流母线相连，上桥臂换流阀三相汇集后与直流隔离开关Q31的一端相连，直流隔离开关Q31的另一端通过直流隔离开关Q55与直-直变换器的负极母线相连；快速旁路开关Q3的一端与下桥臂换流阀三相汇集后和直流隔离开关Q33的连接点相连；直流隔离开关Q32的一端与直流隔离开关Q33和负极限流电抗器L2的连接点相连，直流隔离开关Q32的另一端与直流隔离开关Q31和直流隔离开关Q55的连接点相连。
直-直变换器包括第一直流电容器、直流电抗器、第一晶闸管换流阀、第二晶闸管换流阀和柔直换流阀；直流汇集模块与第一直流电容器并联，直流汇集模块的正极端依次通过直流电抗器和第一晶闸管换流阀连接正极母线，直流汇集模块的负极端依次通过第二晶闸管换流阀连接负极母线，第一晶闸管换流阀和第二晶闸管换流阀之间通过柔直换流阀连接。直-直变换器还包括第二直流电容器和第三直流电容器，第二直流电容器一端与正极母线连接另一端接地，第三直流电容器一端与负极母线连接另一端接地；所第一晶闸管换流阀与正极母线之间设置第五直流隔离开关；所二晶闸管换流阀与负极母线之间设置第六直流隔离开关；第五直流隔离开关和第六直流隔离开关的输入端通过第二快速旁路开关相连，第五直流隔离开关和第六直流隔离开关的输出端通过第七直流隔离开关相连。
具体的，如图2所示，直-直变换器的直流电容器C1一侧与直流汇集系统并联，汇集系统的正极与L1的一端相连，与C1的正极侧与L1的一端相连，L1的另一端柔直换流阀V1的一端相连，柔直换流阀的另一端与C1的负极侧相连，该并联系统的正极端与晶闸管换流阀DX的一端相连，DX的另一端连接直-直变换器送出侧的正极母线，直流汇集系统的负极端与晶闸管换流阀DY的一端相连，DY的另一端连接直-直变换器送出侧的负极母线，电容器C2的一端连接至直-直变换器送出侧正极母线，电容器C2的另一端接地，直-直变换器送出侧正极母线与直流隔离开关Q21的一端相连，直流隔离开关Q21的另一端通过直流隔离开关Q44与正极近区交-直变换器的负极相连，电容器C3的一端连接至直-直变换器送出侧负极母线，电容器C3的另一端接地，直-直变换器送出侧负极母线与直流隔离开关Q23的一端相连，直流隔离开关Q23的另一端通过直流隔离开关Q55与负极近区交-直变换器的正极相连。快速旁路开关Q2的一端与直流电容器C2和直流隔离开关Q21的连接点相连，快速旁路开关Q2的另一端与直流电容器C3和直流隔离开关Q23的连接点相连；直流隔离开关Q22的一端与直流隔离开关Q21和直流隔离开关Q44的连接点相连，直流隔离开关Q22的另一端与直流隔离开关Q23和直流隔离开关Q55的连接点相连。本实施例中，晶闸管换流阀DX与晶闸管换流阀DY均包括若干串联的二极管，柔直换流阀V1包括若干串联的子模块。
在一个优选的实施例中，两个交-直变换器与直-直变换器的额定直流电流相同，均为Id，两个交流汇集系统功率与直流汇集系统功率的比值为（Ud-UD）/UD，考虑近区、远区新能源资源存在一定的出力偏差±k%（以各风场的出力标幺值为基础计算），柔直换流阀各桥臂在半桥子模块HBSM与全桥子模块FBSM可以产出额定直流电压的基础上额外配置以上数量总和的k%的全桥子模块FBSM，用于调节各风场出力偏差，避免造成3个串联换流器直流电流的不一致。另外，为了实现直-直变换器与交-直变换器的正常启动，全桥子模块FBSM占桥臂子模块的比例不低于50%。
实施例二
基于相同的发明构思，本实施例公开了一种交直流混合汇集直流串联送出主接线系统的启动方法，用于上述任一项的交直流混合汇集直流串联送出主接线系统，包括以下步骤：
合上直流隔离开关Q21、直流隔离开关Q23，打开直流隔离开关Q22，快速旁路开关Q2，由对站产生直流电压UD为直-直变换器系统充电，进而启动远区新能源场站，实现远区新能源的正常发电送出；
利用一体化站用电系统通过联接变T1、联接变T2分别为交流汇集模块所连的交-直变换器充电，分别解锁正极柔直换流阀和负极柔直换流阀，使换流阀的直流端口电压为0kV；
合上直流隔离开关Q11、直流隔离开关Q13、直流隔离开关Q31、直流隔离开关Q33，打开直流隔离开关Q12、直流隔离开关Q32，打开快速旁路开关Q1、快速旁路开关Q3；
启动近区新能源发电，并在发电过程中，根据近区新能源和远区新能源的投入情况，调整柔性换流阀的直流端口电压，直到直流母线电压升到额定电压Ud。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。上述内容仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种交直流混合汇集直流串联送出主接线系统，其特征在于，包括：交流汇集模块、直流汇集模块、混合直流汇集模块和直流输出模块；
所述交流汇集模块，用于汇集近区新能源场站交流系统的交流信号；
所述直流汇集模块，用于汇集远区新能源场站直流系统的直流信号；
所述混合直流汇集模块，用于分别将所述交流汇集模块和直流汇集模块中电信号转换为直流信号，并将所述直流信号按照串联方式进行汇集；
所述直流输出模块，用于输出所述混合直流汇集模块汇集的直流信号；
所述混合直流汇集模块包括交-直变换器和直-直变换器，所述交-直变换器用于所述交流汇集模块的电信号转换，所述直-直变换器用于所述直流汇集模块的电信号转换；
所述直-直变换器与交-直变换器同时启动；或者先启动直-直变换器，再投入交-直变化器；或者在某一种变化器故障或检修情况下，单独启动另一种变换器。
2.如权利要求1所述的交直流混合汇集直流串联送出主接线系统，其特征在于，所述交流汇集模块包括若干交流风机，若干所述交流风机并联以组成所述交流系统，采集所述交流系统的功率信号，并使其经过所述交-直变换器转换为直流信号。
3.如权利要求1所述的交直流混合汇集直流串联送出主接线系统，其特征在于，所述直流汇集模块包括若干直流风机，若干所述直流风机串联以组成所述直流系统，采集所述直流系统的功率信号，并使其经过所述直-直变换器转换为直流信号。
4.如权利要求1所述的交直流混合汇集直流串联送出主接线系统，其特征在于，所述交-直变换器包括联接变压器、上桥臂电抗器、下桥臂电抗器、上桥臂换流阀、下桥臂换流阀、第一直流隔离开关和第二直流隔离开关，所述联接变压器的输入端连接所述交流汇集模块，所述联接变压器的输出端分别连接各相的上桥臂电抗器和下桥臂电抗器的输入端，所述上桥臂电抗器的输出端连接所述上桥臂换流阀的输入端，所述下桥臂电抗器的输出端连接所述下桥臂换流阀的输入端，所述上桥臂换流阀的输出端通过所述第一直流隔离开关与正极直流母线相连，或者所述下桥臂换流阀的输出端通过所述第二直流隔离开关与负极直流母线相连。
5.如权利要求4所述的交直流混合汇集直流串联送出主接线系统，其特征在于，当所述上桥臂换流阀的输出端通过所述第一直流隔离开关与正极直流母线相连时，所述下桥臂换流阀的输出端通过所述第二直流隔离开关与所述直-直变换器相连；当所述下桥臂换流阀的输出端通过所述第二直流隔离开关与负极直流母线相连时，所述上桥臂换流阀的输出端通过所述第一直流隔离开关与所述直-直变换器相连，所述第一直流隔离开关或者第二直流隔离开关通过第三直流隔离开关与所述直-直变换器相连。
6.如权利要求4所述的交直流混合汇集直流串联送出主接线系统，其特征在于，所述第一直流隔离开关或第二直流隔离开关与直流母线之间设置限流电抗器，所述第一直流隔离开关和所述第二直流隔离开关的输入端通过第一快速旁路开关相连，所述第一直流隔离开关和所述第二直流隔离开关的输出端通过第四直流隔离开关相连。
7.如权利要求1所述的交直流混合汇集直流串联送出主接线系统，其特征在于，所述直-直变换器包括第一直流电容器、直流电抗器、第一晶闸管换流阀、第二晶闸管换流阀和柔直换流阀；
所述直流汇集模块与所述第一直流电容器并联，所述直流汇集模块的正极端依次通过所述直流电抗器和第一晶闸管换流阀连接正极母线，所述直流汇集模块的负极端依次通过所述第二晶闸管换流阀连接负极母线，所述第一晶闸管换流阀和第二晶闸管换流阀之间通过所述柔直换流阀连接。
8.如权利要求7所述的交直流混合汇集直流串联送出主接线系统，其特征在于，所述直-直变换器还包括第二直流电容器和第三直流电容器，所述第二直流电容器一端与所述正极母线连接另一端接地，所述第三直流电容器一端与所述负极母线连接另一端接地；所第一晶闸管换流阀与所述正极母线之间设置第五直流隔离开关；所二晶闸管换流阀与所述负极母线之间设置第六直流隔离开关；所述第五直流隔离开关和所述第六直流隔离开关的输入端通过第二快速旁路开关相连，所述第五直流隔离开关和所述第六直流隔离开关的输出端通过第七直流隔离开关相连。
9.一种交直流混合汇集直流串联送出主接线系统的启动方法，其特征在于，用于如权利要求1-8任一项所述的交直流混合汇集直流串联送出主接线系统，包括以下步骤：
由对站产生直流电压UD为直-直变换器系统充电，进而启动远区新能源场站，实现远区新能源的正常发电；
为交流汇集模块所连的交-直变换器充电，分别解锁正极柔直换流阀和负极柔直换流阀，使换流阀的直流端口电压为0kV；
启动近区新能源发电，并在发电过程中，根据近区新能源和远区新能源的投入情况，调整柔性换流阀的直流端口电压，直到直流母线电压升到额定电压Ud。
CN202311057731.5A 2023-08-22 2023-08-22 交直流混合汇集直流串联送出主接线系统及其启动方法 Active CN116780606B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311057731.5A CN116780606B (zh) 2023-08-22 2023-08-22 交直流混合汇集直流串联送出主接线系统及其启动方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311057731.5A CN116780606B (zh) 2023-08-22 2023-08-22 交直流混合汇集直流串联送出主接线系统及其启动方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116780606A CN116780606A (zh) 2023-09-19
CN116780606B true CN116780606B (zh) 2024-06-14

Family

ID=87994868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311057731.5A Active CN116780606B (zh) 2023-08-22 2023-08-22 交直流混合汇集直流串联送出主接线系统及其启动方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116780606B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105356757A (zh) * 2015-11-19 2016-02-24 华中科技大学 一种单向直流-直流自耦变压器
CN208738855U (zh) * 2018-05-31 2019-04-12 华中科技大学 一种风电双极柔直电网系统
CN110635468A (zh) * 2019-09-26 2019-12-31 华中科技大学 一种远海风电场拓扑结构及其控制方法
CN115021307A (zh) * 2022-06-13 2022-09-06 国网青海省电力公司经济技术研究院 一种新能源电站直流汇集组网系统及方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111464014A (zh) * 2020-03-31 2020-07-28 国网上海市电力公司 一种自耦直流变换器及其故障处理与容错控制方法
CN113629708B (zh) * 2021-09-01 2023-11-24 浙江大学 混合直流输电系统受端电网故障下抑制受端换流器过压的控制方法
CN116316782A (zh) * 2023-03-31 2023-06-23 中国长江三峡集团有限公司 一种混合轻型海上风电直流输电系统和方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105356757A (zh) * 2015-11-19 2016-02-24 华中科技大学 一种单向直流-直流自耦变压器
CN208738855U (zh) * 2018-05-31 2019-04-12 华中科技大学 一种风电双极柔直电网系统
CN110635468A (zh) * 2019-09-26 2019-12-31 华中科技大学 一种远海风电场拓扑结构及其控制方法
CN115021307A (zh) * 2022-06-13 2022-09-06 国网青海省电力公司经济技术研究院 一种新能源电站直流汇集组网系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116780606A (zh) 2023-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110086198B (zh) 用于海上风电并网的多端混合直流输电系统控制方法
CN105162155A (zh) 一种具有直流故障穿越能力的串联混合型双极直流输电系统
CN109361214B (zh) 一种具备交直流故障穿越的主动型电能路由器
CN113452070B (zh) 一种电流源型多端口柔性并网接口装置及控制方法
CN106374830A (zh) 大功率高升压比光伏直流变流器装置及控制方法
Dharmasena et al. Bidirectional ac/dc converter topologies: A review
CN114050727A (zh) 一种lcc-mmc混合型交交换流器的电路拓扑结构
CN116131325A (zh) 一种用于远距离海上风电场直流汇集外送的固态变压器
US11509239B2 (en) Conversion device having reduced size and cost
CN105140961A (zh) 一种用于新能源并网的混合直流输电装置及其输电方法
CN117559536A (zh) 一种混合型海上风电输电系统及运行方法
US20230068564A1 (en) Conversion system and conversion device
CN116780606B (zh) 交直流混合汇集直流串联送出主接线系统及其启动方法
CN114567012B (zh) 风电直流送出系统及其控制方法
CN111030483A (zh) 一种电力电子变压器及控制方法
Aljumah et al. SiC-based Isolated Three-port DC-DC Converter Implementation for MV Microgrid Applications
CN115036907A (zh) 一种电池储能中压直流并网系统及方法
CN114629156A (zh) 一种分散式不控整流混合直流单向输电系统及其控制方法
CN204967285U (zh) 一种用于新能源并网的混合直流输电装置
CN111146962B (zh) 一种能源互联网用紧凑型电力电子变压器及其控制方法
CN117394658B (zh) 一种双极型电能路由器及其控制方法
CN116780607A (zh) 交直流混合汇集直流并联送出主接线系统及其启动方法
CN111800027B (zh) 一种换流装置及直流输电系统
Saleh et al. Trapezoidal operation of modular multilevel DC-DC converter for HVDC interconnections
Chi et al. Analysis on the construction scheme of the booster station of the offshore wind power HVDC grid-connected system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant