[發明專利]一種直流電網系統及其啟動方法

在審

• 申請號: 201810875136.5
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN109149553A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 盧俊峰;曹遠志;楊波;姚良忠
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網浙江省電力有限公司
• 主分類號: H02J1/12
• 分類號: H02J1/12
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供一種直流電網系統及其啟動方法，直流電網系統包括風力發電系統、光伏發電系統、儲能系統、直流負載和直流傳輸線路；光伏發電系統、儲能系統和風力發電系統分別與直流傳輸線路連接，直流傳輸線路連接交流電網，直流負載連接直流傳輸線路，本發明同時接入風力發電系統、光伏發電系統和儲能系統，避免了資源的浪費，且明確了DC/DC變換器和VSC變換器的啟動順序，當VSC變換器出現故障無法提供電壓時，儲系統能夠提供穩定電壓，避免整個直流電網系統出現癱瘓現象。

技術領域

本發明涉及直流輸電領域，具體涉及一種直流電網系統及其啟動方法。

背景技術

世界能源發展正面臨資源緊張、環境污染、氣候變化等嚴峻挑戰。為了加快實現清潔和電能的兩個“替代”，完成大規模可再生能源的開發、配置和利用，保障能源清潔、高效、安全、可持續供應，推動能源與環境的協調發展，構建全球能源互聯網是實現能源變革的根本出路。

全球能源互聯網實現的關鍵是清潔能源的遠距離輸送及大范圍優化配置，因此需要發展一種具有大規模新能源匯集及遠距離輸送能力的電網技術。直流電網技術是具備這些特點的有效技術手段之一。另外隨著大規模新能源接入的發展，傳統點對點直流輸電方式已經無法滿足大規模新能源接入的要求。基于直流電網技術可以實現不同電壓等級、不同新能源接入、不同區域網絡形成廣域互聯，因此直流電網是構建全球能源互聯網的基礎。

現有技術中的直流電網系統一般為兩端和三端直流電網系統，接入的大都為單獨的光伏、單獨的風電或者同時接入光伏與風電，未將儲能接入直流電網系統。由于風力發電具有隨機性和間歇性等特點，且一般都采用集中接入方式，大規模風電集中接入直流電網系統后直流電網系統會出現電壓波動，且風電需要預留較大的備用容量，大大降低風電的利用率，由于受太陽光照的影響，光伏出力波動非常明顯，導致直流電網系統不能安全穩定運行。

未接入儲能的直流電網系統中光伏和風電啟動后，當光伏和風電饋送的功率超出預設功率限值，就不得不停止或者下調饋送功率，這樣就造成了資源的浪費。且不接入儲能的電網系統啟動時，首先啟動交流側的VSC變換器，使交流側的VSC變換器運行在恒定直流電壓模式，之后啟動風電和光伏，使風電和光伏都運行在功率模式，兩者共同向交流系統饋送功率。

現有技術的直流電網系統中，通過交流側的VSC變換器，建立整個直流電網的電壓。提供給風電場側的VSC變換器和光伏側的DC/DC變換器，之后啟動風電場側的VSC和光伏側的DC/DC變換器，運行在功率模式，向直流電網供電。在啟動過程中投切VSC變換器和DC/DC變換器順序錯誤會對直流電網系統中的其他裝置造成沖擊，損壞其他設備。

另外，由于整個直流電網電壓由交流電網側的VSC變換器提供，另外直流電網中各個端容易出現故障，當VSC變換器出現故障無法提供電壓時，由于光伏和風電本身特性都不能給直流電網系統提供電壓，直流電網系統中找不到第二個能提供穩定電壓的端口，導致整個直流電網系統癱瘓。

發明內容