[發明專利]一種基于直流輸電的太陽能風能聯合并網發電系統

無效

• 申請號: 201310476444.8
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN103580059A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 邱培春;孫開發;許賢昶;袁俊波;劉衛軍
• 申請（專利權）人: 廣州智光電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J1/12
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本發明涉及新能源發電技術，尤其涉及一種基于直流輸電的太陽能風能聯合并網發電系統。

背景技術

大規模開發利用化石能源已經給人類的生存環境造成了嚴重的后果，如有害氣體、粉塵、酸雨、溫室效應和臭氧洞等一系列環境問題。為了實現經濟社會可持續的發展，人們迫切需要開發清潔、可再生的能源。光伏發電和風力發電具有清潔、取之不盡用之不竭和可再生的優點，越來越受到世界各國的重視。但是，如何實現光伏發電和風力發電穩定的大功率并網仍然是一個技術難點。

高壓直流輸電系統，沒有相位和功角的問題，系統穩定性能好；直流輸電采用電力電子換流裝置，調節速度快，調度、控制性能極為優越。

目前，高壓直流輸電技術，主要應用在常規電網之間的連接和常規電能的遠距離傳輸上，而基于直流輸電的新能源并網發電技術的研究仍然較少。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種基于直流輸電的太陽能風能聯合并網發電系統。

本發明的目的通過以下的技術方案實現：

一種基于直流輸電的太陽能風能聯合并網發電系統，包括一個以上的太陽能發電站、一個以上的風能發電站、高壓直流輸電線路和換流站，太陽能發電站、風能發電站發出的電能經過高壓直流輸電線路輸送到換流站，換流站將直流電變換為交流電，通過高壓直流輸電實現太陽能發電和風力發電的并網，其中

太陽能發電站、風能發電站，均由多個相同的直流模塊串聯形成直流模塊組，再由多個直流模塊組并聯而成，并且多個太陽能發電站、風能發電站串聯形成聯合發電站組，聯合發電站組輸出端的正極、負極分別與高壓直流輸電線路的正極、負極相連；

高壓直流輸電線路，連接聯合發電站組和換流站，將聯合發電站組發出的電能通過高壓直流輸電線路把電能輸送到換流站；

換流站，高壓直流輸電線路輸送的直流電變換為交流電，然后并入電網。

所述的太陽能發電站的直流模塊，包括光伏陣列、DC/DC變換器和旁路系統，光伏陣列的正負極分別與DC/DC變換器輸入端的正負極相連，DC/DC變換器輸出端的正負極分別與旁路系統的端子P｀和端子N相連，旁路系統的端子P、端子N即分別為直流模塊的正極、負極。旁路系統包含一個單刀雙擲開關，單刀雙擲開關的公共端引出接線端子P，另外兩個端口分別引出P｀和N：當檢測到與其相連的直流模塊正常工作時，控制開關的端口PP｀導通，該直流模塊投入工作；當檢測到與其相連的直流模塊故障時，控制開關的端口PN導通，該模塊被旁路并退出工作，以保證整個發電站的正常運行。

太陽能發電站的直流模塊中，所述的DC/DC變換器采用最大功率跟蹤控制，使光伏陣列保持最大功率輸出。

所述的風能發電站的直流模塊，包含風力發電機、AC/DC變換器和旁路系統，風力發電機的三相分別與AC/DC變換器輸入端的三相相連，AC/DC變換器輸出端的正負極分別與旁路系統的端子P｀和端子N相連，旁路系統的端子P、端子N即分別為直流模塊的正極、負極。旁路系統包含一個單刀雙擲開關，單刀雙擲開關的公共端引出接線端子P，另外兩個端口分別引出P｀和N：當檢測到與其相連的直流模塊正常工作時，控制開關的端口PP｀導通，該直流模塊投入工作；當檢測到與其相連的直流模塊故障時，控制開關的端口PN導通，該模塊被旁路并退出工作，以保證整個發電站的正常運行。

風能發電站的直流模塊中，所述的AC/DC變換器采用最大功率跟蹤控制，使風力發電機保持最大功率輸出。

所述的太陽能發電站或風能發電站的直流模塊組，采用n+r冗余設計，正常情況下，其中n個直流模塊工作，另外r個直流模塊待機，當某個工作的直流模塊發生故障而被旁路系統旁路時，從另外r個直流模塊中任選一個直流模塊投入工作。從而避免系統故障停機，在保證整個發電站正常運行的基礎上，有效保證了發電量。

本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

1、多個不同類型的環保型的發電站可以實現大容量并網發電；

2、電能實現穩定、高效地遠距離輸送。

附圖說明

圖1為本發明一種基于直流輸電的太陽能風能聯合并網發電系統的拓撲結構圖；

圖2為圖1所述系統太陽能發電站的直流模塊結構圖；

圖3為圖2所述直流模塊的電路圖；

圖4為圖1所述系統風能發電站的直流模塊結構圖；

圖5為圖4所述直流模塊的電路圖。

具體實施方式