海上风电高压直流输电系统的制作方法

    专利2024-12-11  9


    本发明涉及新能源发电领域,特别涉及一种海上风电高压直流输电系统。


    背景技术:

    1、风能作为一种清洁、环保的可再生能源,在“碳达峰、碳中和”的能源消耗大趋势背景下,近年来得到了大规模地开发和利用。海上风力发电与陆上风力发电相比具有资源更丰富、机组年发电时间更长、设备利用率更高等优点。同时风力发电机离海岸线越远,风速和风力发电机输出的实时功率一般都会越稳定。因此,海上风力发电引起了世界各国的青睐和重视。

    2、电力电子变换器是海上风电高压直流输电的核心部件。海上风电高压直流输电对变换器的变换效率、占地空间、可靠性等方面的要求更高。传统的海上风电直流输电系统虽然解决了交流输电系统传输损耗高和工频变压器占地空间大等问题,但还是存在变换级数较多、损耗较高等问题。此外,在传统直流输电电路中,电解电容(安装在两个背靠背变流器之间)的使用增加了系统的体积和重量,同时降低了系统可靠性。

    3、在本公开实施例中的海上风电高压直流输电系统采用高频变压器和精简矩阵变换器,可以降低设备的占地空间、降低设备成本,同时通过混合储能装置形式的储能,可以提升能源存储的选择性和本系统的实用性,从而起到平滑风力发电机输出有功功率的目的。


    技术实现思路

    1、本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

    2、为此,本公开的一个目的在于提出一种海上风电高压直流输电系统,包括:精简矩阵变换器、高频变压器、二极管整流桥、混合储能装置;其中,所述精简矩阵变换器与永磁同步发电机pmsg连接,所述精简矩阵变换器连接所述高频电压器,所述高频电压器连接所述二极管整流桥,所述二极管整流桥连接所述混合储能装置;所述精简矩阵变换器用于接收所述pmsg生产的交流电,并将所述交流电的参数转换为设定参数,以生成转换电流;所述高频变压器用于将所述转换电流转换为高频交流电;所述二极管整流桥用于将所述高频交流电转换为直流电;所述混合储能装置用于存储所述直流电。

    3、根据本公开的一个实施方式,所述精简矩阵变换器采用双极性空间矢量调制。

    4、根据本公开的一个实施方式,所述混合储能装置包括蓄电池,所述蓄电池和所述二极管整流桥之间设有直流-直流变换器,用以将所述直流电变换成可变的直流电。

    5、根据本公开的一个实施方式,所述混合储能装置包括超级电容,所述蓄电池和所述超级电容之间设有直流-直流变换器,用以将所述直流电变换成可变的直流电。

    6、根据本公开的一个实施方式,所述二极管整流桥与电网连接,用以向所述电网提供直流电。

    7、根据本公开的一个实施方式,所述二极管整流桥与所述电网之间设有逆变器和降压变压器;其中所述逆变器用于将所述直流电转变成定频定压电流或者调频调压交流电;所述降压变压器用于对所述定频定压电流或者所述调频调压交流电进行降压处理。

    8、为达上述目的,所述二极管整流桥与电网和/或蓄电池和/或超级电容之间通过直流母线连接。

    9、在本公开实施例采用高频变压器和精简矩阵变换器,可以降低设备的占地空间、降低设备成本,同时通过混合储能装置形式的储能,可以提升能源存储的选择性和实用性,从而起到平滑风力发电机输出有功功率的目的。



    技术特征:

    1.一种海上风电高压直流输电系统,其特征在于,包括:精简矩阵变换器、高频变压器、二极管整流桥、混合储能装置;

    2.根据权利要求1所述的海上风电高压直流输电系统,其特征在于,所述精简矩阵变换器采用双极性空间矢量调制。

    3.根据权利要求1所述的海上风电高压直流输电系统,其特征在于,所述混合储能装置包括蓄电池,所述蓄电池和所述二极管整流桥之间设有直流-直流变换器,用以将所述直流电变换成可变的直流电。

    4.根据权利要求1所述的海上风电高压直流输电系统,其特征在于,所述混合储能装置包括超级电容,所述蓄电池和所述超级电容之间设有直流-直流变换器,用以将所述直流电变换成可变的直流电。

    5.根据权利要求1所述的海上风电高压直流输电系统,其特征在于,所述二极管整流桥与电网连接,用以向所述电网提供直流电。

    6.根据权利要求5所述的海上风电高压直流输电系统,其特征在于,所述二极管整流桥与所述电网之间设有逆变器和降压变压器;

    7.根据权利要求3-5中任一项所述的海上风电高压直流输电系统,其特征在于,所述二极管整流桥与电网和/或蓄电池和/或超级电容之间通过直流母线连接。


    技术总结
    本公开提出了一种海上风电高压直流输电系统,该系统包括:精简矩阵变换器、高频变压器、二极管整流桥、混合储能装置;精简矩阵变换器与PMSG连接,精简矩阵变换器连接高频电压器,高频电压器连接二极管整流桥,二极管整流桥连接混合储能装置;精简矩阵变换器用于接收PMSG生产的交流电,并转换为设定参数,以生成转换电流;高频变压器用于将转换电流转换为高频交流电;二极管整流桥用于将高频交流电转换为直流电;混合储能装置用于存储直流电。在本公开实施例采用高频变压器和精简矩阵变换器,可以降低设备的占地空间、降低设备成本,同时通过混合储能装置形式的储能,可以提升能源存储的选择性和实用性,从而起到平滑风力发电机输出有功功率的目的。

    技术研发人员:李春华,郭小江,孙伟生,陈怡静,魏世哲,申旭辉,孙栩,刘建,李铮,刘旋,张钧阳,陈建维,彭程
    受保护的技术使用者:华能广东汕头海上风电有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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