[發明專利]海上風電直流輸電系統及其控制方法和控制裝置

在審

• 申請號: 202210574140.4
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN114825416A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 劉航;王海軍;張志朝;彭光強;任鑫芳;馮文昕;馬向輝;張懌寧;馮雷;黃炟超;張沛然;廖芳群
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02M7/483;H02M7/5387
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 周清華

1.一種海上風電直流輸電系統，其特征在于，包括：

直流海纜；

海上換流站，包括第一模塊化多電平換流器，所述第一模塊化多電平換流器的額定電壓等級小于所述海上直流輸電系統的額定電壓等級，所述第一模塊化多電平換流器的交流側與海上風電場連接，所述第一模塊化多電平換流器的直流側在所述海上風電場處于啟動階段與所述直流海纜的第一端連接；

陸上換流站，包括第二模塊化多電平換流器，所述第二模塊化多電平換流器的額定電壓等級與海上直流輸電系統的額定電壓等級匹配，所述第二模塊化多電平換流器的直流側與所述直流海纜的第二端連接，在所述海上風電場處于啟動階段時，所述第二模塊化多電平換流器的電壓等級與第一模塊化多電平換流器的額定電壓等級匹配。

2.根據權利要求1所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述海上換流站還包括整流單元，所述整流單元的交流側與所述海上風電場連接，所述整流單元的直流側與所述直流海纜的第一端連接，用于在所述海上風電場處于啟動完成階段時，向所述陸上換流站輸送所述海上風電場產生的能量。

3.根據權利要求2所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述整流單元包括二極管整流器，所述二極管整流器的交流側與所述海上風電場連接，所述二極管整流器的直流側與所述直流海纜的第一端連接，用于在所述海上風電場處于啟動完成階段時，向所述陸上換流站輸送所述海上風電場產生的能量。

4.根據權利要求1所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述第二模塊化多電平換流器為由半橋子模塊和全橋子模塊組成的混合型模塊化多電平換流器，所述第二模塊化多電平換流器的全橋子模塊的數量由所述第一模塊化多電平換流器的額定電壓等級確定。

5.根據權利要求4所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述第二模塊化多電平換流器的全橋子模塊的數量由所述第一模塊化多電平換流器的額定電壓等級與所述海上直流輸電系統的額定電壓等級的比例以及第二模塊化多電平換流器的子模塊的總數確定。

6.根據權利要求4所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述第一模塊化多電平換流器的額定電壓等級與所述海上直流輸電系統的額定電壓等級的比例為20％至30％。

7.根據權利要求1所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述海上換流站還包括：

開關單元，設置于所述直流海纜的第一端以及所述第一模塊化多電平換流器的直流側之間，用于在所述海上風電場處于啟動階段時，接通所述直流海纜的第一端以及所述第一模塊化多電平換流器的直流側。

8.根據權利要求1所述的海上風電直流輸電系統，其特征在于，所述第一模塊化多電平換流器為由半橋子模塊組成的模塊化多電平換流器。

9.一種海上風電直流輸電系統的控制方法，其特征在于，包括：

在海上風電場處于啟動階段，控制第二模塊化多電平換流器的電壓等級與第一模塊化多電平換流器的額定電壓等級匹配；

控制所述第一模塊化多電平換流器的直流側與直流海纜的第一端連接；

其中，所述第一模塊化多電平換流器的交流側與所述海上風電場連接，所述直流海纜的第二端與第二模塊化多電平換流器的直流側連接，所述第一模塊化多電平換流器的額定電壓等級小于所述海上直流輸電系統的額定電壓等級，所述第二模塊化多電平換流器的額定電壓等級與海上直流輸電系統的額定電壓等級匹配。

10.根據權利要求9所述的海上風電直流輸電系統的控制方法，其特征在于，還包括：

在所述海上風電場處于啟動完成階段，控制所述第一模塊化多電平換流器的直流側與所述直流海纜的第一端斷開，所述海上風電場產生的能量通過整流單元輸送至所述第二模塊化多電平換流器；

控制所述第二模塊化多電平換流器按照所述第二模塊化多電平換流器的額定電壓等級運行；

其中，所述整流單元的交流側與所述海上風電場連接，所述整流單元的直流側與所述直流海纜的第一端連接。