[發明專利]一種遠距離風電混合直流送出系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202211130336.0
• 申請日: 2022-09-15
• 公開（公告）號: CN115528727A
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 許烽;陸翌;黃曉明;陸承宇;裘鵬;陳騫;倪曉軍;丁超;鄭眉;謝浩鎧
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/36;H02J3/48;H02M7/483
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 瞿浩明

1.一種遠距離風電混合直流送出系統，其特征在于，包含海上二極管平臺、海上MMC平臺、海上濾波器、直流海纜和岸上MMC平臺；

海上風電中頻交流系統經海上濾波器與海上二極管平臺和海上MMC平臺所在的交流匯集母線相連，海上二極管平臺和海上MMC平臺成并聯連接方式，經直流海纜后，與岸上MMC平臺相連。

2.根據權利要求1所述的一種遠距離風電混合直流送出系統，其特征在于，所述海上風電中頻交流的頻率選為100～400Hz。

3.根據權利要求1或2所述的一種遠距離風電混合直流送出系統，其特征在于，所述的海上二極管平臺由一個或多個三相六脈動不控整流橋組合構成，每個橋臂均由若干個二極管串并聯組成。

4.權利要求1-3任一項所述遠距離風電混合直流送出系統的控制方法，其特征在于，所述的岸上MMC平臺采用定直流電壓和定無功功率控制方式，為混合直流送出系統維持穩定的直流電壓，并為岸上交流電網提供無功電壓調節手段；所述的海上MMC平臺用于為海上風電中頻交流系統和海上二極管構建穩定的交流電壓和頻率，采用無源構網控制器。

5.根據權利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述的無源構網控制器由外環控制器、內環控制器和附加控制器三部分組成；通過附加控制器得到d軸電壓參考值u_sdr，輸入至外環控制器；通過外環控制器得到d軸電流參考值i_sdr和q軸電流參考值i_sqr，同時輸入至內環控制器；通過內環控制器得到MMC輸出電壓d軸參考值u_dr和q軸參考值u_qr；最后通過dq/abc變換和最近電平逼近調制技術，對海上MMC平臺施加子模塊IGBT觸發脈沖，實現海上風電中頻交流系統有效的構網控制。

6.根據權利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述的附加控制器設計如下：首先，將海上二極管平臺的額定有功功率P_dr0與海上風電中頻交流系統流入交流匯集母線的有功功率P_pll作差，兩者的差值與0作比較，取兩者的最小值作為輸出值后，乘以-1；然后，將其與海上MMC平臺有功功率的測量值P_mc作差，經PI控制器后加上交流匯集母線電壓預設值U_s0；最后，將其與交流匯集母線電壓測量值U_s作差，得到d軸電壓參考值u_sdr，并輸入至外環控制器。

7.根據權利要求6所述的控制方法，其特征在于，交流匯集母線電壓預設值U_s0通過下式獲得：

其中，n為二極管橋個數，X_c為二極管橋交流等效電抗，U_d0為直流額定電壓。

8.根據權利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述的外環控制器設計如下：首先，將d軸電壓參考值u_sdr與d軸電壓測量值u_sd相減后經PI控制器，得到d軸電流參考值i_sdr；然后，將0與q軸電壓測量值u_sq相減后經PI控制器，得到q軸電流參考值i_sqr；i_sdr和i_sqr同時輸入至內環控制器。