[發(fā)明專利]大功率高升壓比直流變流器緩啟動控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010465553.X
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111669041B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉芳;周建建;王佳寧;鄧金鑫;吳梓群
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H02M1/34
• 代理公司: 合肥和瑞知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本發(fā)明涉及直流升壓匯集系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大功率高升壓比直流變流器緩啟動控制方法。當主逆變器檢測到自身直流側(cè)電壓達到允許啟動的電壓值，主逆變器/從逆變器開始輸出電壓開環(huán)緩啟動，然后主逆變器進入閉環(huán)運行狀態(tài)，接著從逆變器1進入閉環(huán)緩啟動狀態(tài)，其他從逆變器按照從逆變器1的閉環(huán)緩啟動方式依次順序進行閉環(huán)緩啟動。所有從逆變器閉環(huán)緩啟動成功后，主逆變器再進行直流側(cè)電壓外環(huán)緩啟動，緩啟動結(jié)束。本發(fā)明能夠抑制大功率高升壓比直流變流器開機啟動過程中出現(xiàn)的沖擊電壓和沖擊電流，無需增加硬件電路，實現(xiàn)大功率高升壓比直流變流器安全、可靠啟動，同時提高了變流器的電磁兼容性，且控制簡單，易于工程實現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及直流升壓匯集系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大功率高升壓比直流變流器緩啟動控制方法。

背景技術(shù)

為解決能源短缺的問題，太陽能開發(fā)利用規(guī)模快速擴大，技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)升級加快，成本顯著降低，已成為全球能源轉(zhuǎn)型的重要領(lǐng)域。截止2019年年底，全國光伏發(fā)電累計裝機容量達到20430萬千瓦。國家重點研發(fā)計劃項目指南已將建設(shè)千萬千瓦級大型可再生能源發(fā)電基地列入具體目標，其中超過2/3的大型光伏電站將在東北、華北和西北荒漠化地區(qū)集中開發(fā)。“大規(guī)模匯集、遠距離送出”將成為國內(nèi)未來光伏發(fā)電基地建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)情景。

傳統(tǒng)的光伏電站采用交流升壓匯集技術(shù)，但是由于光伏發(fā)電的隨機性、波動性、加上長距離傳輸電纜與逆變器之間的耦合，交流升壓匯集技術(shù)在傳輸穩(wěn)定性方面存在很大問題，并且交流線路損耗大影響系統(tǒng)整體效率。隨著直流輸電技術(shù)的發(fā)展和成熟，光伏電站采用直流升壓匯集送出成為可能。直流匯集系統(tǒng)穩(wěn)定性更高、無需無功補償，且同樣電壓等級下輸送能力更強、損耗更小。光伏電站直流升壓匯集技術(shù)，有望成為解決目前光伏電站穩(wěn)定問題和整體效率低下的有效途徑。直流升壓匯集系統(tǒng)對比于直流升壓匯集系統(tǒng)更加穩(wěn)定，遠距離傳輸能力更強，損耗更小，整體效率更高。

中國專利公布號為CN106357119A的專利《大功率高壓光伏直流升壓變流器裝置及控制方法》，提出了一種光伏直流光伏升壓變流器裝置和它的控制方法。但是僅僅提出了光伏直流升壓變流器的穩(wěn)態(tài)時的有效并網(wǎng)方式，對其開機啟動的暫態(tài)過程并未進行說明，而且沒有實現(xiàn)工程化的應(yīng)用。

中國專利公布號為CN109103921A的專利《一種光伏直流升壓匯集系統(tǒng)及其啟動控制方法》，提出了一種光伏直流升壓匯集系統(tǒng)，但是此文獻所提出的光伏直流變流器與本專利所提的光伏直流變流器拓撲結(jié)構(gòu)不同、控制方法和工作模式也不相同。

題為“Distributed Voltage and Frequency Control of Offshore Wind FarmsConnected With a Diode-Based HVdc Link”Blasco-Gimenez，R，et al，《IEEETransactions on Power Electronics》25.12(2010):3095-3105(《基于二極管的高壓直流海上風(fēng)電場的分布式電壓和頻率控制》，《IEEE電力電子學(xué)報》，2010年第25卷第12期3095～3105頁)的文章提出了應(yīng)用于海上風(fēng)電場的工頻高壓大功率直流變流器拓撲，并對其穩(wěn)態(tài)運行時的控制策略進行了研究，但是文獻并未提到直流變流器緩啟動時候的控制方式。

中國專利公布號為CN110190741A的專利《大功率高升壓比光伏直流變流器啟動控制方法》，提出了一種大功率高升壓比光伏直流變流器啟動控制方法。但是該專利僅僅是提出了一種啟動控制方法，并未提出具體的緩啟動控制方法。

總之，現(xiàn)有存在的問題如下：

(1)大功率高升壓比直流變流器功率大，電流大，電壓高，在啟動過程中會出現(xiàn)較大的沖擊電壓和沖擊電流，極易造成變流器損壞和安全事故發(fā)生，必須采用緩啟動方法對其進行抑制。

(2)對于大功率高升壓比直流變流器，國內(nèi)外的主要的研究點都集中在對其拓撲結(jié)構(gòu)方面的研究，而對這種多機并聯(lián)系統(tǒng)的直流變流器的緩啟動具體控制方法未有文獻描述。

發(fā)明內(nèi)容