一种带DC/DC变换器的多电压等级直流电网系统技术方案

本发明专利技术提供一种带DC/DC变换器的多电压等级直流电网系统，所述系统包括新能源发电基地、交流电网、DC/DC变换器和换流站；所述新能源发电基地直接连接直流母线，不同直流母线间通过DC/DC变换器连接，所述交流电网通过换流站连接直流母线。本发明专利技术提供的带DC/DC变换器的多电压等级直流电网系统，它不仅可以解决大规模新能源电力的平滑可靠接入问题，而且具备控制手段灵活、运行方式丰富等特点，在不增加交流系统短路电流的情况下，可实现广域内交、直流电网的互联和互补，可以实现广域功率的调节和互济，可极大提升现有电力系统运行稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源发电
，具体涉及一种带DC/DC变换器的多电压等级直流电网系统。
技术介绍
随着全球经济的飞速发展，能源的消耗量日益庞大，随之而来的能源紧缺、环境污染、气候恶化等问题日益加剧，世界各国已经认识到能源的利用与开发必须从传统能源向可再生能源过渡。预计到2013年底，中国风电总装机容量将达到7500万千瓦，成为世界第一风电大国。同时太阳能总装机容量也将达到1000万千瓦，但是受限于并网方式、局部电网架构和现有电力系统的消纳能力，大部分可再生能源未得到充分利用，甚至出现“弃风”、“弃光”等现象；另一方面风能、太阳能等新能源发电具有间歇性、随机波动性等特点，随着各种新能源大规模接入电网，传统的电网结构、电力装备和调度运行技术等在接纳大规模新能源方面已日益显得力不从心，为此必须采用新型电网结构、新装备和新技术来满足未来能源格局的深刻变化。由于VSC多端直流输电不存在交流输电固有的电压、功角及频率等稳定问题，输送距离和输送功率也不受电力系统同步运行稳定性的限制，且具有有功功率和无功功率独立调节的能力，所以该类直流输电系统可以缓冲大规模新能源的波动接入。因此，国内外相关学者相继开展了用于大规模新能源并网的多端直流输电的相关理论研究，且已形成了相关研究成果。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种带DC/DC变换器的多电压等级直流电网系统，它不仅可以解决大规模新能源电力的平滑可靠接入问题，而且具备控制手段灵活、运行方式丰富等特点，在不增加交流系统短路电流的情况下，可实现广域内交、直流电网的互联和互补，可以实现广域功率的调节和互济，可极大提升现有电力系统运行稳定性。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：本专利技术提供一种带DC/DC变换器的多电压等级直流电网系统，所述系统包括新能源发电基地、交流电网、DC/DC变换器和换流站；所述新能源发电基地直接连接直流母线，不同直流母线间通过DC/DC变换器连接，所述交流电网通过换流站连接直流母线。所述新能源发电基地包括海上新能源发电基地、沿海新能源发电基地和陆上新能源发电基地。所述换流站包括VSC型换流站和LCC型换流站，所述交流电网包括同步交流电网和异步交流电网，所述VSC型换流站和LCC型换流站直接接入同步交流电网或异步交流电网。所述海上新能源发电基地、沿海新能源发电基地和陆上新能源发电基地三者均直接连接直流母线的方式接入直流电网，或通过DC/DC变换器接入直流电网。所述DC/DC变换器包括第一DC/DC变换器、第二DC/DC变换器、第三DC/DC变换器、第四DC/DC变换器和第五DC/DC变换器；所述直流母线包括第一直流母线、第二直流母线、第三直流母线、第四直流母线、第五直流母线、第六直流母线、第七直流母线、第八直流母线和第九直流母线。所述第一直流母线的电压等级与第七、八、九直流母线的电压等级相同，所述第六直流母线电压等级高于第一直流母线电压等级，第一直流母线电压等级高于第二和第三直流母线电压等级，第二和第三直流母线电压等级高于第四和第五直流母线电压等级。所述陆上新能源发电基地直接连接第一直流母线，沿海新能源发电基地直接连接第二直流母线，所述第八直流母线直接连接第一直流母线，并通过第三DC/DC变换器连接第二直流母线，第二直流母线和第二DC/DC变换器连接第四直流母线，所述第九直流母线通过第三DC/DC变换器连接第三直流母线，第三直流母线通过第二DC/DC变换器连接第五直流母线；所述第九直流母线通过第四DC/DC变换器连接第六直流母线，第六直流母线通过LCC型换流站连接同步交流电网或异步交流电网；所述第七直流母线通过第五DC/DC变换器连接第八直流母线，所述第七直流母线直接连接第九直流母线，所述第七直流母线通过VSC型换流站连接同步交流电网和异步交流电网；所述海上新能源发电基地直接连接第五直流母线，或通过第一DC/DC变换器连接第一直流母线。所述第一DC/DC变换器为单双极性转换DC/DC变换器，第二DC/DC变换器为直流变电站，所述第三DC/DC变换器为高增益DC/DC变换器，所述第四DC/DC变换器为电压极性可反转DC/DC变换器，所述第五DC/DC变换器为低增益DC/DC变换器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、能够最大程度的开发、传输和消纳大规模新能源，解决内陆以及近远海新能源电力汇集及外送问题，为大规模新能源基地的友好接入提供技术支撑，缓解全球能源紧缺和改善环境污染等问题。2、提出的直流电网系统中包含多种大功率DC/DC变换器，解决了不同电压等级的VSC直流电网的互联，双极性与单极性的直流电网的互联，直流电网与现有交流电网的互联，以及VSC型直流电网与传统的LCC型直流输电系统之间的互联等系统问题，提升了现有电力系统的可靠运行区间及稳定性。3、可以与现有交流电网、传统的LCC直流输电系统实现多点互联，功率流可灵活控制，同时可实现对波动性注入功率的缓冲，提升了该类型直流电网的运行灵活性，增强了新能源接入的可靠性，减小了大容量新能源发电机组对交流高电压、低电压以及零电压穿越技术的控制需求，有效降低了大容量新能源发电机组的控制技术门槛。附图说明图1是带DC/DC变换器的多电压等级直流电网系统结构示意图；图2是本专利技术实施例中带DC/DC变换器的多电压等级直流电网系统结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术基于现有的电压源换相（Voltage Source Converter，VSC）直流输电技术、电网换相（Line Commutated Converter，LCC）直流输电技术以及大功率DC/DC变换器技术提出了一种适用于含大规模新能源可靠并网的多电压等级的直流电网系统。该直流电网具有直流潮流灵活可控、故障可快速隔离、网络可重构以及功率波动对系统影响可抑制等特点，能够实现不同电压等级的基于电压源换相的直流电网、双极性与单极性的直流电网、直流电网与交流电网，以及VSC直流电网与传统的LCC直流输电系统之间的互联，是解决广域内陆上及海上新能源的大规模汇集、传输和消纳等问题的一种重要技术手段。如图1，本专利技术提供一种带DC/DC变换器的多电压等级直流电网系统，所述系统包括新能源发电基地、交流电网、DC/DC变换器和换流站；所述新能源发电基地直接连接直流母线，不同直流母线间通过DC/DC变换器连接，所述交流电网通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带DC/DC变换器的多电压等级直流电网系统，其特征在于：所述系统包括新能源发电基地、交流电网、DC/DC变换器和换流站；所述新能源发电基地直接连接直流母线，不同直流母线间通过DC/DC变换器连接，所述交流电网通过换流站连接直流母线。

【技术特征摘要】
1.一种带DC/DC变换器的多电压等级直流电网系统，其特征在于：所述系统包括新能
源发电基地、交流电网、DC/DC变换器和换流站；所述新能源发电基地直接连接直流母线，
不同直流母线间通过DC/DC变换器连接，所述交流电网通过换流站连接直流母线。
2.根据权利要求1所述的带DC/DC变换器的多电压等级直流电网系统，其特征在于：
所述新能源发电基地包括海上新能源发电基地、沿海新能源发电基地和陆上新能源发电基地。
3.根据权利要求1所述的带DC/DC变换器的多电压等级直流电网系统，其特征在于：
所述换流站包括VSC型换流站和LCC型换流站，所述交流电网包括同步交流电网和异步交
流电网，所述VSC型换流站和LCC型换流站直接接入同步交流电网或异步交流电网。
4.根据权利要求2所述的带DC/DC变换器的多电压等级直流电网系统，其特征在于：
所述海上新能源发电基地、沿海新能源发电基地和陆上新能源发电基地三者均直接连接直流
母线的方式接入直流电网，或通过DC/DC变换器接入直流电网。
5.根据权利要求4所述的带DC/DC变换器的多电压等级直流电网系统，其特征在于：
所述DC/DC变换器包括第一DC/DC变换器、第二DC/DC变换器、第三DC/DC变换器、第
四DC/DC变换器和第五DC/DC变换器；所述直流母线包括第一直流母线、第二直流母线、
第三直流母线、第四直流母线、第五直流母线、第六直流母线、第七直流母线、第八直流母
线和第九直流母线。
6.根据权利要求5所述的带DC/DC变换器的多电压等级直流电网系统，其特征在于：
所述第一直流母线的电压等级与...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚良忠，王志冰，孙蔚，李琰，迟永宁，王伟胜，吴婧，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，中电普瑞张北风电研究检测有限公司，江苏省电力公司，
类型：发明
国别省市：