电能变换直流汇集与输电系统并网发电控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种电能变换直流汇集与输电系统并网发电控制系统及方法，所述控制系统包括若干相同的波力液压发电模块，所有所述波力液压发电模块均连接于直流母线上；所述波力液压发电模块包括：波力液压发电单元、进线开关、交流控制器、AC/DC变换器及直流控制器；所述波力液压发电单元与所述进线开关连接，所述交流控制器与所述进线开关连接，所述AC/DC变换器分别与所述进线开关、所述直流控制器及所述直流母线连接。本发明专利技术采用直流汇集与输电系统代替交流汇集与输电系统，减少了变流装置和变压器的数量，节约了成本，充分利用了直流输电的优点，降低了电能在汇集和输送过程中的损耗，改善了系统的稳定性。改善了系统的稳定性。改善了系统的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
电能变换直流汇集与输电系统并网发电控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及交流汇集与输电
，特别是涉及一种电能变换直流汇集与输电系统并网发电控制系统及方法。

技术介绍

[0002]目前新能源发电系统常用的并网输电方式为交流汇集输电，新能源发电系统发出的交流电经过“交流—直流—交流”的变流过程后，就近进行交流汇集并通过箱式变压器升压送出，送出后根据接入电网等级再次通过变压器进行升压并网。交流汇集与输电系统结构清晰、技术成熟、设备齐全，同功率的交流电源及交流变电站与直流电源及直流变流装置相比造价较低，具有变压方便、输配电灵活等优点，方便引出不同电压分支，满足不同电压等级需求。
[0003]但是，交流汇集与输电系统经过“交流—直流—交流”的转换过程后损耗较高，使用变压器多次升压送电并网进一步增加了系统损耗及成本，同时交流电缆限制了电能的输送距离。新能源发电系统因具有出力不稳定、连续性差等特点，会进一步加大无功传输、谐振谐波、两端系统运行不同步等并网问题的风险，对并网以及实际运行具有潜在危害。为保证新能源发电系统对电网供电的质量和稳定性，采用交流汇集输电的并网方式需要配置庞大的补偿系统和调节系统，导致交流汇集与输电系统专利技术具有造价高、损耗大等缺点。

技术实现思路

[0004]为解决以上现有技术问题，本专利技术提供一种电能变换直流汇集与输电系统并网发电控制系统及控制方法，采用直流汇集与输电系统代替交流汇集与输电系统，减少了变流装置和变压器的数量，节约了成本，充分利用了直流输电的优点，降低了电能在汇集和输送过程中的损耗，改善了系统的稳定性。
[0005]本专利技术第一方面提供一种电能变换直流汇集与输电系统并网发电控制系统，所述控制系统包括若干相同的波力液压发电模块，所有所述波力液压发电模块均连接于直流母线上；
[0006]所述波力液压发电模块包括：波力液压发电单元、进线开关、交流控制器、AC/DC变换器及直流控制器；所述波力液压发电单元与所述进线开关连接，所述交流控制器与所述进线开关连接，所述AC/DC变换器分别与所述进线开关、所述直流控制器及所述直流母线连接。
[0007]进一步地，所述波力液压发电单元包括：波力俘获部分、液压传动部分和电能变换部分；所述波力俘获部分、所述液压传动部分与所述电能变换部分两两之间为机械传动；
[0008]所述波力俘获部分包括浮子，所述浮子受到波力作用产生运动，将波浪能转化为机械能；
[0009]所述液压传动部分包括油箱、液压缸和液压马达，所述液压缸与所述浮子相连，所述浮子带动所述液压缸做直线往复运动，从所述油箱内提取液体送至所述液压马达，将机
械能转化为液压能；
[0010]所述电能变换部分包括永磁同步发电机，所述永磁同步发电机将液压能转化为电能，所述永磁同步发电机通过联轴器与所述液压马达相连接，所述液压马达驱动所述永磁同步发电机进行发电。
[0011]进一步地，所述交流控制器和所述进线开关将所述波力液压发电单元的电气输出端与所述AC/DC变换器的交流进线侧相连，所述AC/DC变换器的直流出线侧通过所述直流母线进行互连。
[0012]进一步地，所述交流控制器采集所述波力液压发电单元的电气输出端的电气参数，当所述波力液压发电单元的线路发生故障时，所述交流控制器控制进线开关断开，将发生故障的线路从系统中隔离出去，并向中央控制器发出告警信息。
[0013]进一步地，所述直流控制器采集所述AC/DC变换器的直流侧出线的电气参数，通过调整AC/DC变换器的参数来控制输出电压。
[0014]进一步地，所述直流母线的电气输出端通过低压直流海缆连接至陆上变电站，通过DC/AC变换器将直流电能变换为交流电后进行升压并网，从而实现波力发电多源输入电能变换的输电功能。
[0015]进一步地，所述DC/AC变换器的交流输出端配置并网控制器和并网开关，并网控制器采集DC/AC变换器的交流输出端的电气参数，调整DC/AC变换器的参数，控制DC/AC变换器并网发电。
[0016]本专利技术第二方面提供一种电能变换直流汇集与输电系统并网发电控制方法，包括：
[0017]获取DC/AC变换器的交流输出端的电气参数，根据中央控制器采集电网调度指令判断所述DC/AC变换器的交流输出端的电气参数是否处于允许偏差范围内；
[0018]若所述DC/AC变换器的交流输出端的电气参数处于允许偏差范围内，则根据所述DC/AC变换器的交流输出端的电气参数控制DC/AC变换器并网发电；
[0019]若所述DC/AC变换器的交流输出端的电气参数不处于允许偏差范围内，则调整DC/AC变换器的参数，直到所述DC/AC变换器的交流输出端的电气参数处于允许偏差范围内。
[0020]进一步地，所述调整DC/AC变换器的参数之后，还包括：重采集DC/AC变换器的交流输出端的电气参数，根据中央控制器采集电网调度指令判断重采集得到的DC/AC变换器的交流输出端的电气参数是否处于允许偏差范围内；
[0021]若重采集得到DC/AC变换器的交流输出端的电气参数处于允许偏差范围内，则根据重采集得到DC/AC变换器的交流输出端的电气参数控制DC/AC变换器并网发电；
[0022]若重采集得到DC/AC变换器的交流输出端的电气参数不处于允许偏差范围内，则调整DC/AC变换器的参数，直到所述DC/AC变换器的交流输出端的电气参数处于允许偏差范围内。
[0023]本专利技术第三方面提供一种电能变换直流汇集与输电系统并网发电控制装置，包括：
[0024]数据获取判断模块，用于获取DC/AC变换器的交流输出端的电气参数，根据中央控制器采集电网调度指令判断所述DC/AC变换器的交流输出端的电气参数是否处于允许偏差范围内；
[0025]第一执行模块，用于当所述DC/AC变换器的交流输出端的电气参数处于允许偏差范围内时，则根据所述DC/AC变换器的交流输出端的电气参数控制DC/AC变换器并网发电；
[0026]第二执行模块，用于当所述DC/AC变换器的交流输出端的电气参数不处于允许偏差范围内时，则调整DC/AC变换器的参数，直到所述DC/AC变换器的交流输出端的电气参数处于允许偏差范围内。
[0027]与现有技术相比，本专利技术实施例的有益效果在于：
[0028]本专利技术采用直流母线汇集后送出，在统一经过电网侧DC/AC变换器转变为交流电的方式，可减少变流装置和变压器的数量，节约了系统成本。本专利技术与交流汇集相比，电压更容易保持平稳，而且不用考虑波力液压发电单元和电网的相位差等同步运行的问题，也不用考虑无功补偿问题，具有更优的稳定性。本专利技术的应用场景没有进行不同电压等级输配电的需求，不用引出分支进行额外的直交流转换和交流变压工作，且不需要使用变流装置进行直流升压，充分利用了直流输电的优点，与交流汇集与输电系统相比具有损耗更少，造价更低的优点。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术的技术专利技术，下面将对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电能变换直流汇集与输电系统并网发电控制系统，其特征在于，所述控制系统包括若干相同的波力液压发电模块，所有所述波力液压发电模块均连接于直流母线上；所述波力液压发电模块包括：波力液压发电单元、进线开关、交流控制器、AC/DC变换器及直流控制器；所述波力液压发电单元与所述进线开关连接，所述交流控制器与所述进线开关连接，所述AC/DC变换器分别与所述进线开关、所述直流控制器及所述直流母线连接。2.如权利要求1所述的一种电能变换直流汇集与输电系统并网发电控制系统，其特征在于，所述波力液压发电单元包括：波力俘获部分、液压传动部分和电能变换部分；所述波力俘获部分、所述液压传动部分与所述电能变换部分两两之间为机械传动；所述波力俘获部分包括浮子，所述浮子受到波力作用产生运动，将波浪能转化为机械能；所述液压传动部分包括油箱、液压缸和液压马达，所述液压缸与所述浮子相连，所述浮子带动所述液压缸做直线往复运动，从所述油箱内提取液体送至所述液压马达，将机械能转化为液压能；所述电能变换部分包括永磁同步发电机，所述永磁同步发电机将液压能转化为电能，所述永磁同步发电机通过联轴器与所述液压马达相连接，所述液压马达驱动所述永磁同步发电机进行发电。3.如权利要求1所述的一种电能变换直流汇集与输电系统并网发电控制系统，其特征在于，所述交流控制器和所述进线开关将所述波力液压发电单元的电气输出端与所述AC/DC变换器的交流进线侧相连，所述AC/DC变换器的直流出线侧通过所述直流母线进行互连。4.如权利要求1所述的一种电能变换直流汇集与输电系统并网发电控制系统，其特征在于，所述交流控制器采集所述波力液压发电单元的电气输出端的电气参数，当所述波力液压发电单元的线路发生故障时，所述交流控制器控制进线开关断开，将发生故障的线路从系统中隔离出去，并向中央控制器发出告警信息。5.如权利要求1所述的一种电能变换直流汇集与输电系统并网发电控制系统，其特征在于，所述直流控制器采集所述AC/DC变换器的直流侧出线的电气参数，通过调整AC/DC变换器的参数来控制输出电压。6.如权利要求1所述的一种电能变换直流汇集与输电系统并网发电控制系统，其特征在于，所述直流母线的电气输出端通过低压直流海缆连接至陆上变电站，通过DC/AC变换器将直流电能变换为交流电后进行升压并网，从而实现波力发电多源输入电能变换的输电功能...

【专利技术属性】
技术研发人员：张远，王红星，区文俊，梁晓兵，安然然，陶然，陈兴华，陈锦昌，刘军，王钤，王奕，黄振琳，梅成林，赵艳军，杨跃，岳菁鹏，陆俊，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：