基于IGCT和晶闸管器件的海上风电并网系统及控制方法技术方案

本公开提出一种基于IGCT和晶闸管器件的海上风电并网系统及控制方法，系统包括：海上送端换流站和陆上受端换流站，其中，海上送端换流站采用基于IGCT的电流源型换流器，可以将海上风电场产生的交流电转换为直流电并向陆上受端换流站输送，并且陆上受端换流站采用基于晶闸管的电流源型换流器，将海上送端换流站输送的直流电转换为交流电并输送至陆上交流电网。由于海上送端换流站采用IGCT电流源型的换流器，因此海上侧能够实现轻型化、黑启动、有功无功控制灵活，有利于海上风电功率传输，并且轻型化换流站方便运输安装。此外，陆上端采用LCC电流源型的换流器，技术成熟，整体上能够有效降低整体造价成本。因此，很大程度上降低海上风电场直流并网成本，能够实现海上送端换流站轻型化。流站轻型化。流站轻型化。

【技术实现步骤摘要】
基于IGCT和晶闸管器件的海上风电并网系统及控制方法


[0001]本公开涉及海上风力发电
，尤其涉及一种基于IGCT和晶闸管器件的海上风电并网系统及控制方法。

技术介绍

[0002]海上风电的并网送出通常采用高压交流输电(HVAC)或高压直流输电(HVDC)。HVAC技术成熟、结构简单，但受海缆电容效应限制，一般只适用于近海风电场接入。随着海上风电场的规模化开发和布局逐步从近海走向远海，传统HVAC技术应用逐渐遇到瓶颈，一般采用高压直流输电HVDC技术。
[0003]相关技术中，整流侧、逆变侧一般均采用基于绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)的电压源型柔性直流输电技术，但是，采用该方式存在整体造价偏高、海上平台体积重量偏大、施工安装困难等技术问题。

技术实现思路

[0004]本申请提出了一种基于IGCT和晶闸管器件的海上风电并网系统及控制方法，旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]本申请第一方面实施例提出了一种基于IGCT和晶闸管器件的海上风电并网系统，海上送端换流站，和与海上送端换流站连接的陆上受端换流站，海上送端换流站采用基于IGCT的电流源型换流器，用于将海上风电场产生的交流电转换为直流电并向陆上受端换流站输送；陆上受端换流站采用基于晶闸管的电流源型换流器，用于将海上送端换流站输送的直流电转换为交流电并输送至陆上交流电网。
[0006]一些实施例中，在海上风电并网系统稳态运行的情况下，海上送端换流站采用定交流母线电压控制策略和定频率控制策略，陆上受端换流站采用定直流电流控制策略。
[0007]一些实施例中，陆上受端换流站还配置有滤波器和无功补偿装置。
[0008]一些实施例中，在海上风电并网系统非稳态运行的情况下，陆上受端换流站将定直流电流控制策略切换为定直流电压控制策略，海上送端换流站将定频率控制策略切换为定直流电流控制策略，并且海上送端换流站根据陆上受端换流站的交流母线电压变化量，按照预设比例，调整定交流母线电压控制策略的电压整定值。
[0009]一些实施例中，定交流母线电压控制策略的电压整定值大于或者等于海上风电场风机的交流故障穿越电压值。
[0010]一些实施例中，还包括：升压变压器，设置于海上送端换流站和海上风电场之间，配置用于将海上风电场产生的交流电进行升压处理。
[0011]一些实施例中，基于IGCT的电流源型换流器包括三个阀臂，阀臂均采用若干个IGCT串联二极管结构串联构成，每个阀臂IGCT数目一致。
[0012]本申请第二方面实施例提出了一种海上风电并网控制方法，应用于海上风电并网系统，海上风电并网系统包括基于IGCT的电流源型换流器的海上送端换流站，和基于晶闸
管的电流源型换流器的陆上受端换流站，方法包括：确定海上风电并网系统的运行状态；以及根据运行状态，控制海上送端换流站采用第一控制策略将海上风电场产生的交流电转换为直流电并向陆上受端换流站输送，控制陆上受端换流站采用第二控制策略将直流电转换为交流电并向陆上交流电网输送。
[0013]一些实施例中，在运行状态为稳态运行状态的情况下，控制海上送端换流站采用第一控制策略将海上风电场产生的交流电转换为直流电并向陆上受端换流站输送，控制陆上受端换流站采用第二控制策略将直流电转换为交流电并向陆上交流电网输送，包括：控制海上送端换流站采用定交流母线电压控制策略和定频率控制策略将海上风电场产生的交流电转换为直流电并向陆上受端换流站输送，控制陆上受端换流站采用定直流电流控制策略将直流电转换为交流电并向陆上交流电网输送。
[0014]一些实施例中，在运行状态为非稳态运行状态的情况下，控制陆上受端换流站将定直流电流控制策略切换为定直流电压控制策略，控制海上送端换流站将定频率控制策略切换为定直流电流控制策略，并且控制海上送端换流站根据陆上受端换流站的交流母线电压变化量，按照预设比例，调整定交流母线电压控制策略的电压整定值。
[0015]本申请第三方面实施例提出了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行本申请实施例公开的海上风电并网控制方法。
[0016]本实施例中，海上送端换流站采用基于IGCT的电流源型换流器，可以将海上风电场产生的交流电转换为直流电并向陆上受端换流站输送，并且陆上受端换流站采用基于晶闸管的电流源型换流器，将海上送端换流站输送的直流电转换为交流电并输送至陆上交流电网。由于海上送端换流站采用IGCT电流源型的换流器，因此海上侧能够实现轻型化、黑启动、有功无功控制灵活，有利于海上风电功率传输，并且轻型化换流站方便运输安装。此外，陆上端采用LCC电流源型的换流器，技术成熟，整体上能够有效降低整体造价成本。因此，很大程度上降低海上风电场直流并网成本，实现了海上送端换流站轻型化。解决了相关技术中存在的海上风电并网系统整体造价偏高、海上平台体积重量偏大、施工安装困难等技术问题。
[0017]本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
附图说明
[0018]本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0019]图1是根据本公开一实施例提供的海上风电并网系统的拓扑结构示意图；
[0020]图2是根据本公开实施例提供的海上送端换流站的控制策略电路示意图；
[0021]图3是根据本公开实施例提供的陆上受端换流站的控制策略电路示意图；
[0022]图4是根据本公开另一实施例提供的海上风电并网控制方法的流程示意图。
具体实施方式
[0023]下面详细描述本公开的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。相反，本公开的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0024]针对
技术介绍
中提到的相关技术中的海上风电并网系统整体造价偏高、海上平台体积重量偏大、施工安装困难等技术问题，本实施例技术方案提供了一种海上风电并网系统，下面结合具体的实施例对该方法进行说明。
[0025]图1是根据本公开一实施例提供的基于IGCT和晶闸管器件的海上风电并网系统的拓扑结构示意图，如图1所示，该海上风电并网系统一般性地包括海上送端换流站(整流侧)和陆上受端换流站(逆变侧)，海上送端换流站与海上风电场连接，陆上受端换流站与陆上交流电网连接，而海上送端换流站和陆上受端换流站之间可以通过直流电缆进行输电。
[0026]一些实施例中，海上送端换流站和海上风电场之间还可以设置有升压变压器，海上风电场连接升压变压器的低压侧，海上送端换流站的交流侧连接升压变压器的高压侧，通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于IGCT和晶闸管器件的海上风电并网系统，包括：海上送端换流站，和与所述海上送端换流站连接的陆上受端换流站，其特征在于，所述海上送端换流站采用基于IGCT的电流源型换流器，用于将海上风电场产生的交流电转换为直流电并向所述陆上受端换流站输送；所述陆上受端换流站采用基于晶闸管的电流源型换流器，用于将所述海上送端换流站输送的直流电转换为交流电并输送至陆上交流电网。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述海上风电并网系统稳态运行的情况下，所述海上送端换流站采用定交流母线电压控制策略和定频率控制策略，所述陆上受端换流站采用定直流电流控制策略。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述陆上受端换流站还配置有滤波器和无功补偿装置。4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，在所述海上风电并网系统非稳态运行的情况下，所述陆上受端换流站将定直流电流控制策略切换为定直流电压控制策略，所述海上送端换流站将定频率控制策略切换为定直流电流控制策略，并且所述海上送端换流站根据所述陆上受端换流站的交流母线电压变化量，按照预设比例，调整所述定交流母线电压控制策略的电压整定值。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述定交流母线电压控制策略的电压整定值大于或者等于所述海上风电场风机的交流故障穿越电压值。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：升压变压器，设置于所述海上送端换流站和所述海上风电场之间，配置用于将所述海上风电场产生的交流电进行升压处理。7.如权利要求1
‑
6任一项所述的系统，其特征在于，所述基于IGCT的电流源型换流器包括三个阀臂，所述阀臂均采用若干个IGCT串联二极管结构串联构成，每个阀臂IGCT数目一致。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春华，郭小江，申旭辉，孙栩，汤海雁，赵瑞斌，潘霄峰，秦猛，李铮，付明志，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：