一种基于IGCT器件的电流源型海上风电并网系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113972686A(43)申请公布日2022.01.25(21)申请号202111182631.6李铮姚中原吴凯张宇(22)申请日2021.10.11宋慧慧姜东(71)申请人中国华能集团清洁能源技术研究院(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任有限公司公司61200地址102209北京市昌平区北七家未来科代理人白文佳技城华能人才创新创业基地实验楼A(51)Int.Cl.楼H02J3/38(2006.01)申请人盛东如东海上风力发电有限责任公H02J3/24(2006.01)司华能国际电力江苏能源开发有限公司华能国际电力江苏能源开发有限公司清洁能源分公司(72)发明人郭小江李春华齐革军申旭辉杨立华孙栩刘溟江汤海雁付明志赵瑞斌潘霄峰秦猛权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种基于IGCT器件的电流源型海上风电并网系统(57)摘要本发明公开了一种基于IGCT器件的电流源型海上风电并网系统，包括海上风电场、升压变压器、海上送端换流站、陆上受端换流站以及陆上交流电网；海上送端换流站和陆上受端换流站均采用三电平电流源型逆变器；海上风电场连接升压变压器的低压侧，海上送端换流站的交流侧连接升压变压器的高压侧，用于将交流电转换为直流电进行输送；陆上受端换流站的直流侧连接海上送端换流站的直流侧，交流侧连接陆上交流电网，用于将海上送端换流站输送的直流电转换为交流电输送至陆上交流电网。本发提供的海上风电并网系统结构，采用IGCT结构，较大的降低了海上送端换流站空间需求，实现了海上风电轻型化设计目标。CN113972686ACN113972686A权利要求书1/1页1.一种基于IGCT器件的电流源型海上风电并网系统，其特征在于，包括依次连接的海上风电场、升压变压器、海上送端换流站、陆上受端换流站以及陆上交流电网；所述海上送端换流站和所述陆上受端换流站均采用IGCT串联而成的三电平电流源型逆变器；所述海上风电场连接所述升压变压器的低压侧，所述海上送端换流站的交流侧连接所述升压变压器的高压侧，用于将交流电转换为直流电进行输送；所述陆上受端换流站的直流侧连接所述海上送端换流站的直流侧，交流侧连接所述陆上交流电网，用于将所述海上送端换流站输送的直流电转换为交流电输送至陆上交流电网。2.根据权利要求1所述的基于IGCT器件的电流源型海上风电并网系统，其特征在于，所述海上风电场包括多个风电机组。3.根据权利要求1所述的基于IGCT器件的电流源型海上风电并网系统，其特征在于，所述海上送端换流站的交流侧配置滤波装置，直流侧连接电抗器。4.根据权利要求1所述的基于IGCT器件的电流源型海上风电并网系统，其特征在于，所述陆上受端换流站的交流侧与陆上交流电网相连并配有滤波器。5.根据权利要求1所述的基于IGCT器件的电流源型海上风电并网系统，其特征在于，所述海上送端换流站和所述陆上受端换流站均采用的三电平电流源型逆变器，均分别包括三个阀臂，所述阀臂均采用若干个IGCT串联二极管结构串联构成，每个阀臂IGCT数目一致。6.根据权利要求5所述的基于IGCT器件的电流源型海上风电并网系统，其特征在于，所述IGCT为逆阻型ICGT。7.根据权利要求5所述的基于IGCT器件的电流源型海上风电并网系统，其特征在于，所述海上送端换流站内的IGCT器件电流方向布置与所述陆上受端换流站内的IGCT器件电流方向布置相反。8.根据权利要求5所述的基于IGCT器件的电流源型海上风电并网系统，其特征在于，所述升压变压器的高压侧分别连接所述海上送端换流站内三个阀臂的中间位置，将三个阀臂分别分为上阀臂和下阀臂，三个阀臂内的上阀臂和下阀臂分别并联输出；陆上受端换流站阀臂结构与海上送端换流站结构对称，陆上受端换流站的阀臂与海上送端换流站的阀臂经直流线路相连，陆上换流站交流输出端与陆上交流系统相连。9.根据权利要求2所述的基于IGCT器件的电流源型海上风电并网系统，其特征在于，所述海上送端换流站采用定交流电压、定频率控制策略，陆上受端换流站采用定直流电流、定交流电压控制策略；海上风电场采用机侧换流器控制电磁功率，实现最大风功率跟踪；网侧换流器控制直流电压，实现输出有功无功解耦；所述陆上受端换流站额外配有低压限流控制策略和频率控流策略。10.根据权利要求9所述的基于IGCT器件的电流源型海上风电并网系统，其特征在于，当陆上交流电网故障时交流电压降低，低压限流环节动作，降低陆上受端换流站的直流电流定值，同时海上风电场的风电机组控制进行降功率配合；当陆上交流电网频率发生变化时，频率控流策略动作：当陆上交流电网频率升高时，陆上受端换流站直流电流定值按照一定系数降低；当陆上交流电网频率降低时，陆上受端换流站直流电流定值按照一