【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子领域，涉及一种新能源中压直流汇集系统及方法，具体涉及一种基于可调直流电压的新能源中压直流汇集系统及方法。
技术介绍
1、随着双碳战略的提出，用太阳能、风能等可再生能源发电的方式得到了飞速发展。与化石能源不同，新能源发电具有不稳定、低惯量、分散分布、间歇发电等特点，如何经济、高效地进行能量汇集与传输是关键问题。中压串联结构的新能源全直流汇集送出方案具有造价低、效率高、结构简单、无需高变比汇集变换器等优势，具有良好的发展前景。
2、现有新能源串联直流汇集方案的直流汇集母线电压固定，发电单元的输出电压与功率耦合。在各发电单元出力差异大的工况下，高出力意味着需要输出远高于额定的电压，这将受限于发电单元dc/dc变换器的电压输出能力，难以保证每台风机或光伏都能实现mppt运行，大大降低了新能源电厂的功率输出能力。现有串并结构的串联汇集方案需要宽升压范围的dc/dc变换器，设计困难且控制复杂。
3、针对上述问题，cn116014785a提出了一种先将风机串联组成风机簇，再将各风机簇并联的直流汇集方案，可以通过优化一簇风机的位置分布尽量避免各风机的输出功率差异过大，同时减少了串联风机数以降低对风机dc/dc变换器的升压要求。该方案不能从根本上解决风机间输出电压的耦合，弃风问题仍然严重，降低了串联方案的经济性。cn111416371a提出了一种面相串联光伏直流汇集系统的储能控制系统，通过增加站内实时通信系统实现系统内失配功率的主动补偿平抑，可以显著提升功率宽范围波动条件下的系统运行能力。该方案需要各
4、综上，为充分发挥串联方案的众多优势，还需要一种经济高效，可满足新能源发电单元始终保持mppt运行的全新串联汇集方案。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述不足，本专利技术提供了一种基于可调直流电压的新能源中压直流汇集系统及方法，每个新能源发电单元经由一级隔离dc/dc变换后串联汇集，通过接入一个dc/dc降压或升压汇集变换器实现新能源直供电应用或新能源送出，该汇集变换器采用恒流控制且具备宽输入电压范围，各新能源发电单元可通过调节对应隔离dc/dc变换器的输出电压适应自身输出功率的变化。本专利技术具有直流汇集电压自适应、串联电流可调、发电单元间运行控制解耦、效率高、成本低的特点。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种基于可调直流电压的新能源中压直流汇集系统，其拓扑结构包括n个新能源发电单元、n个隔离dc/dc变换器、n个机械旁路开关以及汇集变换器，其中：
4、所述n个新能源发电单元均包含一个正极端和一个负极端；
5、所述n个隔离dc/dc变换器均包含发电侧和汇集侧，其中发电侧均包含一个正极端和一个负极端，汇集侧均包含一个正极端和一个负极端；
6、所述n个机械旁路开关均包含一个正极端和一个负极端；
7、所述汇集变换器包含汇集侧和输送侧，其中汇集侧包含一个正极端和一个负极端，输送侧包含一个正极端和一个负极端；
8、所述n个新能源发电单元与n个隔离dc/dc变换器一一配对且连接方式相同，均为：新能源发电单元的正极端与隔离dc/dc变换器发电侧的正极端相连，新能源发电单元的负极端与隔离dc/dc变换器发电侧的负极端相连；
9、所述n个隔离dc/dc变换器与n个机械旁路开关一一配对且连接方式相同，均为：隔离dc/dc变换器汇集侧的正极端与机械旁路开关的正极端相连，隔离dc/dc变换器汇集侧的负极端与机械旁路开关的负极端相连；
10、所述n个隔离dc/dc变换器依次串联并与汇集变换器相连，具体连接方式为：第1个隔离dc/dc变换器汇集侧的正极端与汇集变换器汇集侧的正极端相连，第n个隔离dc/dc变换器汇集侧的负极端与汇集变换器汇集侧的负极端相连，第n(n＝1,2,3,…,n-1)个隔离dc/dc变换器汇集侧的负极端与第n+1个隔离dc/dc变换器汇集侧的正极端相连。
11、一种基于可调直流电压的新能源中压直流汇集方法，包括如下步骤：
12、步骤一、设计基于可调直流电压的新能源中压直流汇集系统的拓扑结构
13、基于可调直流电压的新能源中压直流汇集系统的拓扑结构包括n个新能源发电单元、n个隔离dc/dc变换器、n个机械旁路开关以及汇集变换器，其中：
14、所述n个新能源发电单元均包含一个正极端和一个负极端；
15、所述n个隔离dc/dc变换器均包含发电侧和汇集侧，其中发电侧均包含一个正极端和一个负极端，汇集侧均包含一个正极端和一个负极端；
16、所述n个机械旁路开关均包含一个正极端和一个负极端；
17、所述汇集变换器包含汇集侧和输送侧，其中汇集侧包含一个正极端和一个负极端，输送侧包含一个正极端和一个负极端；
18、所述n个新能源发电单元与n个隔离dc/dc变换器一一配对且连接方式相同，均为：新能源发电单元的正极端与隔离dc/dc变换器发电侧的正极端相连，新能源发电单元的负极端与隔离dc/dc变换器发电侧的负极端相连；
19、所述n个隔离dc/dc变换器与n个机械旁路开关一一配对且连接方式相同，均为：隔离dc/dc变换器汇集侧的正极端与机械旁路开关的正极端相连，隔离dc/dc变换器汇集侧的负极端与机械旁路开关的负极端相连；
20、所述n个隔离dc/dc变换器依次串联并与汇集变换器相连，具体连接方式为：第1个隔离dc/dc变换器汇集侧的正极端与汇集变换器汇集侧的正极端相连，第n个隔离dc/dc变换器汇集侧的负极端与汇集变换器汇集侧的负极端相连，第n(n＝1,2,3,…,n-1)个隔离dc/dc变换器汇集侧的负极端与第n+1个隔离dc/dc变换器汇集侧的正极端相连；
21、步骤二、控制策略
22、步骤二一、隔离dc/dc变换器的运行策略
23、n个隔离dc/dc变换器采用的运行策略相同，均为带汇集侧电压限幅的定功率控制，设第i(i＝1,2,3,…,n)个隔离dc/dc变换器的功率指令为pi*，与其相连的新能源发电单元的输出功率为p0i，汇集电流为i，汇集侧电压限幅值为umax，则功率指令pi*的给定方法为：
24、
25、当第i个新能源发电单元需要退出运行时，即p0i为0时，此时功率指令pi*给定为0，为对应机械旁路开关提供零电压条件，直接令机械旁路开关处于断开状态即可，同理，当第i个新能源发电单元需要投入运行时，先令对应机械旁路开关处于闭合状态即可；
26、步骤二二、汇集变换器的运行策略
27、汇集变换器采用定汇集电流i控制，并通过施加电流扰动的方式控制汇集电流i满足：
28、
29、式中pmax为输出功率最大的新能源发电单元的功率；
30、设所有隔本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于可调直流电压的新能源中压直流汇集系统，其特征在于所述系统的拓扑结构包括N个新能源发电单元、N个隔离DC/DC变换器、N个机械旁路开关以及汇集变换器，其中：
2.根据权利要求1所述的基于可调直流电压的新能源中压直流汇集系统，其特征在于所述汇集变换器输送侧的正极端和负极端供新能源直供电应用或新能源送出使用。
3.根据权利要求1所述的基于可调直流电压的新能源中压直流汇集系统，其特征在于所述汇集变换器采用多端口拓扑，以仅用一台汇集变换器完成多个新能源发电单元串联组的汇集。
4.一种利用权利要求1-3任一项所述系统实现基于可调直流电压的新能源中压直流汇集方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种基于可调直流电压的新能源中压直流汇集系统，其特征在于所述系统的拓扑结构包括n个新能源发电单元、n个隔离dc/dc变换器、n个机械旁路开关以及汇集变换器，其中：
2.根据权利要求1所述的基于可调直流电压的新能源中压直流汇集系统，其特征在于所述汇集变换器输送侧的正极端和负极端供新能源直供电应用或新能源...
【专利技术属性】
技术研发人员：李彬彬，王钰隆，教煐宗，王宁，徐殿国，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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