[發(fā)明專利]一種新能源基地多電平直流匯集系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810123444.2
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108462202A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張浩;王先為;馬煥;安昱;杜斌;楊美娟;吳金龍;姚良忠;曹志遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江省電力有限公司;西安許繼電力電子技術(shù)有限公司;許繼集團(tuán)有限公司;許繼電氣股份有限公司;中國電力科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東

本發(fā)明涉及一種新能源基地多電平直流匯集系統(tǒng)，包括至少一條低壓直流母線，低壓直流母線連接有新能源電源和儲能裝置；還包括一條中壓直流母線以及一條高壓直流母線，各條低壓直流母線通過單向DC/DC變換器連接中壓直流母線，中壓直流母線通過單向DC/DC變換器連接高壓直流母線。本發(fā)明根據(jù)電壓變換需求，采用多級單向DC/DC變換器直接對低壓直流母線電壓進(jìn)行升壓，進(jìn)而連接至高壓直流母線，避免了將直流電轉(zhuǎn)變成交流電才能夠?qū)崿F(xiàn)升壓的現(xiàn)象，電壓變換簡單，設(shè)備投入成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新能源基地多電平直流匯集系統(tǒng)，屬于直流輸電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

風(fēng)能和太陽能作為新能源的主要利用形式，將在全球未來的能源結(jié)構(gòu)中占有重要地位。風(fēng)能和太陽能資源具有隨機(jī)性強(qiáng)、間歇性明顯的特點，使其出力波動幅度大，波動頻率也無規(guī)律性，并且隨著風(fēng)電和光伏系統(tǒng)滲透率逐漸增大，單獨(dú)并網(wǎng)不利于電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

新能源基地一般包括風(fēng)電場、光伏電站和儲能系統(tǒng)等構(gòu)成，其中風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電是系統(tǒng)的主要出力來源，儲能系統(tǒng)主要用于補(bǔ)償風(fēng)電和光伏發(fā)電輸出功率，平抑系統(tǒng)輸出功率中的高頻波動。例如，公告號為CN206517078U的中國專利文件公開了一種高滲透比冷熱電三聯(lián)供混合型智能微電網(wǎng)，該微電網(wǎng)就采用一個儲能裝置來確保網(wǎng)內(nèi)能源的動態(tài)平衡。

新能源基地的交流輸電面臨著建設(shè)成本高、損耗大、無功功率大、穩(wěn)定性不足等問題，且輸電能力隨傳輸距離的增加而快速降低。因此直流輸電得到廣泛關(guān)注，隨之通過直流進(jìn)行新能源發(fā)電系統(tǒng)的匯集組網(wǎng)變成為了研究熱點。公告號為CN206452332U的中國專利文件公開了一種基于混合儲能的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電裝置，風(fēng)力機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)和光伏陣列輸出的電能通過逆變器、高頻變壓器和整流器來實現(xiàn)電壓變換，以給負(fù)載供電。但是由于該發(fā)電裝置需要將直流電逆變成交流電后進(jìn)行電壓變換，在電壓變換完成后再整流成直流電，電壓變換復(fù)雜，增加了設(shè)備投入成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新能源基地多電平直流匯集系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有直流輸電中需要將直流電轉(zhuǎn)變成交流電才能實現(xiàn)電壓變換的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種新能源基地多電平直流匯集系統(tǒng)，包括以下方案：

方案一：包括至少一條低壓直流母線，所述低壓直流母線連接有新能源電源和儲能裝置；還包括一條中壓直流母線以及一條高壓直流母線，各條所述低壓直流母線通過對應(yīng)的單向DC/DC變換器連接所述中壓直流母線，所述中壓直流母線通過單向DC/DC變換器連接所述高壓直流母線。

方案二：在方案一的基礎(chǔ)上，所述單向DC/DC變換器為單向ISOS子模塊級聯(lián)DC/DC變換器或單向FTF子模塊級聯(lián)DC/DC變換器。

方案三：在方案二的基礎(chǔ)上，所述低壓直流母線和中壓直流母線之間的單向DC/DC變換器為單向ISOS子模塊級聯(lián)DC/DC變換器，所述中壓直流母線和高壓直流母線之間的單向DC/DC變換器為單向FTF子模塊級聯(lián)DC/DC變換器。

方案四：在方案一、二或三的基礎(chǔ)上，新能源電源包括風(fēng)力發(fā)電裝置和/或光伏發(fā)電裝置，所述風(fēng)力發(fā)電裝置通過AC/DC變換器連接所述低壓直流母線，所述光伏發(fā)電裝置通過第一DC/DC變換器連接所述低壓直流母線，所述儲能系統(tǒng)通過第二DC/DC變換器連接所述低壓直流母線。

方案五：在方案四的基礎(chǔ)上，所述第一DC/DC變換器為單向DC/DC變換器，所述第二DC/DC變換器為雙向DC/DC變換器。

方案六：在方案五的基礎(chǔ)上，所述AC/DC變換器為MMC型式的AC/DC變換器，連接所述光伏發(fā)電裝置的單向DC/DC變換器為單向IPOS子模塊級聯(lián)DC/DC變換器，連接所述儲能裝置的雙向DC/DC變換器為雙向IPOS子模塊級聯(lián)DC/DC變換器。

方案七：在方案四的基礎(chǔ)上，風(fēng)力發(fā)電裝置和AC/DC變換器之間還連接有升壓變壓器。