[發(fā)明專利]利用風光互補特性的新能源柔性直流外送系統(tǒng)及驗證方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710398350.1
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107221946A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喻鋒;翁之浩;王熙駿;李超群
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電力設(shè)計院有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/38;H02S10/12;G06F17/50
• 代理公司: 上海知義律師事務(wù)所31304
• 代理人: 劉峰,倪奇巍

1.利用風光互補特性的新能源柔性直流外送系統(tǒng)，包括若干風力發(fā)電機組、若干太陽能電池組，其特征在于：若干所述風力發(fā)電機組升壓后接入模塊化多電平換流器光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的換流器的交流側(cè)，所述交流側(cè)運行于整流狀態(tài)；若干所述風力發(fā)電機組接入的交流電能整流為直流電能接入直流系統(tǒng)；若干所述太陽能電池組經(jīng)過DC/DC變換后并接于所述模塊化多電平換流器光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的電容器，所述電容器通過子模塊將若干所述太陽能電池組接入的直流電能匯入直流母線，送至直流系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用風光互補特性的新能源柔性直流外送系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能電池組包括PSM子模塊，所述PSM子模塊包括光伏陣列(PV)、DC-DC變換電路、MMC的子模塊SM，所述MMC的子模塊SM由兩個IGBT(T1、T2)、兩個反向二極管(D1、D2)和一個電容構(gòu)成。

3.利用風光互補特性的新能源柔性直流外送系統(tǒng)的驗證方法，步驟如下：步驟A、計算所述模塊化多電平換流器光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的所述上、下橋臂的瞬時功率，計算公可以分別表示為：

ppj=upjipj=udcidcj2[1+12k+m+cos(αj+-γj+)}dc-k+cos(ωt+αj+)-m+cos(ωt+γj+)}ω+12k+m+cos(2ωt+αj++γj+)]}2ω---(1)]]>

pnj=unjinj=udcidcj2[1+12k+m+cos(αj+-γj+)}dc+k+cos(ωt+αj+)+m+cos(ωt+γj+)}ω+12k+m+cos(2ωt+αj++γj+)]}2ω---(2)]]>

其中，U和α分別為對應(yīng)相內(nèi)電勢e的電壓幅值及初始相角；I和γ分別為對應(yīng)相的電流幅值及初始相角；k和m分別為電壓及電流的調(diào)制系數(shù)，定義為：

k=Uudc/2m=I2idcj---(3);]]>

步驟B、對所述直流外送系統(tǒng)進行簡化，所述模塊化多電平換流器光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的電容器電壓可以表示為：

Uc(t+ΔT)=Uc(t)+ScC∫tt+ΔTIRM(τ)dτ+PPVΔTCUc(t)---(6)]]>

其中，P_pv為太陽能電池的功率；C為子模塊的電容值；△T、t分別為步長和起始時間。

所述模塊化多電平換流器光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的橋臂電容器組的輸出電壓U_RM可以表示為：

URM=Σj=1NUSMj=Σj=1N(Uconj+Ucj·Scj)---(7)]]>

其中，U_cj表示橋臂內(nèi)第j個子模塊的電容電壓，S_cj表示其子模塊接入狀態(tài)；

步驟C、根據(jù)步驟B和C的結(jié)論建立光伏MMC橋臂的數(shù)值計算詳細模型，對所述直流外送系統(tǒng)進行驗證。