[发明专利]一种风力发电高压直流输电方法及装置

说明书

本发明公开了一种风力发电高压直流输电方法及装置，本发明包括在各个电机侧变流器都增加一个充放电控制装置和储能装置，当风力发电机产生的交流电通过电机侧AC/DC变流器转换为直流电输出时，判断电机侧AC/DC变流器输出的电压是否大于预设电压阈值，若电机侧AC/DC变流器输出的电压大于预设电压阈值，则充放电控制装置控制储能装置充电，使高压直流母线电压降低，若电机侧AC/DC变流器输出的电压小于预设电压阈值，则充放电控制装置控制储能装置放电，使得高压直流母线电压升高。通过这种方式，可以在各个电机侧AC/DC变流器的直流电能输出存在波动时，将高压直流母线的电压尽可能维持在一个固定值，提高了高压直流母线电压的稳定性，降低了电能传输时产生的损耗。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别是涉及一种风力发电高压直流输电方法及装置。

背景技术

海上风电具有风速高、湍流强度小、风速风向稳定等优点，是风电行业发展的主要趋势。随着海上风电场容量、离岸距离的增大，采用高压直流输电实现海上风电场的并网将成为必然趋势。

现有技术的输电方案为基于电机侧变流器串联的海上风电场高压直流输电方案，如图1所示，图1为现有技术提供的一种风力发电高压直流输电方案的结构示意图，所有风电机组的电机侧变流器均在直流端串联，所有变流器的直流端电流相等。当风电机组的输入风速波动时，其输出功率的波动将完全体现为电机侧变流器的直流端电压波动。高压直流母线的电压等于所有电机侧变流器的直流端电压之和，因此高压直流母线的电压波动为所有电机侧变流器的直流端电压波动的叠加。因此，当风电场风速稍有波动时，高压直流母线的电压将大幅波动，导致电能传输消耗增大，而且当高压直流母线的电压低于交流电网线电压辐值时，主电网侧逆变器将无法正常工作。

因此，如何提供一种提高高压直流母线的电压稳定性的风力发电高压直流输电方法及装置是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种风力发电高压直流输电方法及装置，其将高压直流母线的电压尽可能维持在一个固定值，提高了高压直流母线电压的稳定性，降低了电能传输时产生的损耗。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种风力发电高压直流输电装置，包括：

若干个风力发电机，各个所述风力发电机的输出端分别连接一个电机侧AC/DC变流器的输入端；

多个所述电机侧AC/DC变流器，各个所述电机侧AC/DC变流器的输出端串联，且串联电路第一端以及第二端分别通过相应的高压直流输电线路与电网侧DC/AC逆变器输入端连接；所述电机侧AC/DC变流器的输出端与充放电控制装置的输入端连接；所述电机侧AC/DC变流器的正负输出端间并联有第一电容；

所述充放电控制装置，所述充放电控制装置正极输出端与储能装置正极连接，所述充放电控制装置负极输出端与所述储能装置负极连接；所述充放电控制装置用于选择性地控制所述第一电容给所述储能装置充电或者控制所述储能装置给所述第一电容放电；

每个所述电机侧AC/DC变流器、每个所述充放电控制装置以及所述电网侧DC/AC逆变器的控制端分别连接一个局部控制器，所述局部控制器用于产生脉冲驱动信号控制所述电机侧AC/DC变流器、所述充放电控制装置以及所述电网侧DC/AC逆变器的输出；

中央控制器，所述中央控制器的输入端与各个所述局部控制器的输出端连接，所述中央控制器的输出端与所述电网侧DC/AC逆变器的局部控制器输入端连接，用于计算出未来n个时段所述电网侧DC/AC逆变器的有功功率给定值并发送给所述电网侧DC/AC逆变器的局部控制器进行控制；

所述电网侧DC/AC逆变器，所述电网侧DC/AC逆变器输出端与交流电网连接；所述电网侧DC/AC逆变器正负输入端间并联有第二电容。

优选地，所述充放电控制装置为双向DC/DC充放电控制器。