基于模块化固态变压器的海上风电电力变换方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于模块化固态变压器的海上风电电力变换方法及系统，包括：利用机侧变换器，将风电功率传输至低压直流端口，各机侧变换器直流端口并联汇聚，形成低压直流母线；基于DAB的有功功率控制将低压直流母线的风电功率均分传递到MMC的各个子模块中；通过MMC的直流电容电压与有功/无功电流控制，将风电功率传递到MMC的中压交流端，实现各风电机组输出功率的中压交流汇聚。本发明专利技术线缆数量少、成本低，不存在电流应力及线缆扭曲问题；避免了工频变压器存在的体积、重量及平台建设成本问题，实现了大容量海上风机电力变换系统的紧凑化、一体化、轻型化；可大幅降低MMC子模块电容电压低频波动，优化装置的功率密度，实现机舱的轻型化，紧凑化设计。紧凑化设计。紧凑化设计。

【技术实现步骤摘要】
基于模块化固态变压器的海上风电电力变换方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统中的海上风力发电变换技术、电力电子技术、控制技术等
，尤其涉及基于模块化固态变压器的海上风电电力变换方法及系统。

技术介绍

[0002]风力发电是新能源发电中技术最成熟、最具规模开发条件的发电方式之一，随着风力发电技术的发展及应用，风电场的规模日趋大型化。由于海上风电具备资源条件稳定、距离负荷中心较近等优势，近年来成为世界各国风电发展的重要方向。
[0003]为降低发电成本，海上风电机组向超大型化方向发展，已进入10MW级时代，大容量海上风电机组并网时，需配置变压器升压，而大容量工频变压器体积、占地面积及重量较大，将进一步提高风机并网平台的建造成本与运行维护难度。
[0004]传统的大容量海上风力发电系统如图1所示。图1中，海上风电机组的多绕组发电机通过多个机侧AC
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DC变换器，接入1.1kV低压直流端口，随后通过网侧DC
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AC变换器，在机舱出口形成690V低压交流端口，经过数百米的塔筒内部的低压交流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于模块化固态变压器的海上风电电力变换方法，其特征在于，包括：利用机侧变换器(100)，将风电功率传输至低压直流端口，各机侧变换器(100)直流端口并联汇聚，形成低压直流母线；基于DAB(201)的有功功率控制将低压直流母线的风电功率均分传递到MMC(202)的各个子模块中；通过所述MMC(202)的直流电容电压与有功/无功电流控制，将风电功率传递到所述MMC(202)的中压交流端，实现各风电机组输出功率的中压交流汇聚。2.如权利要求1所述的基于模块化固态变压器的海上风电电力变换方法，其特征在于：所述DAB(201)的输入侧为低压直流母线，输出侧和所述MMC(202)的各个子模块互联。3.如权利要求1或2所述的基于模块化固态变压器的海上风电电力变换方法，其特征在于：所述DAB(201)的控制策略包括低压直流电压共占空比控制与RPD控制。4.如权利要求3所述的基于模块化固态变压器的海上风电电力变换方法，其特征在于：还包括，所述低压直流电压共占空比控制包括，通过闭环PI控制实现，所述PI控制器的输入为电压参考值与实际值的偏差，输出为各DAB(201)模块的公共移相角；所述RPD控制包括，通过开环计算实现，所述RPD控制输入为在线计算得到的MMC(202)各桥臂瞬时功率，所述RPD控制输出为各桥臂DAB(201)的波动移相角；将所述波动移相角和所述公共移相角叠加，得到三相六桥臂各DAB(201)模块所需的移相角参考值。5.如权利要求1或2所述的基于模块化固态变压器的海上风电电力变换方法，其特征在于：所述MMC(202)的控制策略包括电压电流控制与电容电压平衡控制。6.如权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周剑桥，张建文，蔡旭，施刚，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：