【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海上风电直流送出，具体涉及hvdc汇集系统、电压控制方法、设备、介质及hvdc汇集方法。
技术介绍
1、随着以新能源为主体的新型电力系统的构建，我国电网将出现大范围的交、直流混联情况。尤其对于沿海地区，由于既存在着滩涂光伏、交流负荷等交流电网，又存在着海上风电、海上制氢等直流送出系统，如何实现上述区域各种能源的综合有效汇集成为新一代超级汇集站的重点研究方向。
2、多端口hvdc（high voltage direct current，高压直流输电）汇集系统的构建是实现新一代超级汇集站的功率电路基础，也是实现新一代超级汇集站的核心技术。顾名思义，多端口hvdc汇集系统主要用来汇集多个hvdc。考虑到电网的快速发展特性，多端口hvdc汇集系统的拓扑结构应具有灵活的可扩展特性。
3、然而，当前远海风电通常采用端对端进行输送，在系统设计完成后，后期很难增加电压或者容量不同的其它海上风电。此外，当前研究多集中于远海风电的送端汇集输出，而对远海风电场的受端直流汇集系统研究涉及较少，对受端汇集系统的可扩展特性的研究尚属空白。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有hvdc汇集系统未考虑扩展特性的不足，提供一种hvdc汇集系统，实现多个hvdc的灵活汇集，尤其适用于多个海上风电的汇集。本专利技术同时提供hvdc汇集系统的电压控制方法、计算机设备、计算机可读存储介质及hvdc汇集方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：hvdc汇集系统，
3、多个直流端口电压不同的单极型汇集系统，单极型汇集系统包括电压源换流器，电压源换流器将三相交流电转换为直流电；
4、多个直流电感器，直流电感器的数量与单极型汇集系统的数量相同；
5、串联的多个子模块，子模块包括高压直流电容、半导体开关器件和二极管；
6、其中，各单极型汇集系统的直流端口的一极接地，另一极通过相应的直流电感器连接到不同的子模块。
7、本专利技术的hvdc汇集系统，包括多个单极型汇集系统、多个直流电感器和多个子模块，单极型汇集系统包括一个或多个电压源换流器，可以灵活的设置多个交、直流端口，适用于多端口hvdc的汇集，具有良好的扩展性；在整个系统的设计初期只需要设计好最高与最低电压等级，后续各端口的建设可以分批次进行，不断进行扩展，充分提高整个系统的利用率与综合经济效益；整个系统不同电压等级的实现依赖于子模块，子模块可以采用级联半桥结构，级联半桥结构目前已成为电气工程领域中极其成熟的工程方案，工程实施难度低；系统整体控制简单、高效，无需复杂的控制算法。
8、作为改进，单极型汇集系统包括交流端口并联的多个电压源换流器，各电压源换流器的直流端口汇集后连接至直流电感器。
9、作为改进，电压源换流器为两电平电压源换流器、三电平电压源换流器或模块化多电平换流器；子模块为半桥子模块。
10、hvdc汇集系统的电压控制方法，应用于前述的hvdc汇集系统，
11、对于任意两个单极型汇集系统 x与y，设其中电压较低的单极型汇集系统的直流电压为 udcx，连接的子模块数为 nx；其中电压较高的单极型汇集系统的直流电压为 udcy，连接的子模块数为 ny；
12、两个端口间的所有子模块在每个周期 t内的旁路占空比 d满足：
13、(1)
14、由式(1)可得：
15、(2)
16、其中， vc是每个半桥子模块中电容电压的额定值；
17、通过排序均压控制保证每个子模块的电容电压均衡，可得：
18、(3)
19、基于式(2)与(3)可知， d可以改写为：
20、(4)
21、同时，若以hvdc汇集系统0为基准，则：
22、(5)；
23、设直流电压最低的单极型汇集系统0的直流端口电压为 udc0，设直流电压最高的单极型汇集系统 m的直流端口电压为 udcm，单极型汇集系统包括交流端口并联的多个电压源换流器，通过单极型汇集系统内部各电压源换流器的协调控制，实现对外部直流端口电压 udc0与 udcm的主动控制。
24、计算机设备，包括处理器和存储介质，存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现前述的hvdc汇集系统的电压控制方法。
25、计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当计算机程序被执行时，实现前述的hvdc汇集系统的电压控制方法。
26、hvdc汇集方法，所述hvdc汇集方法包括：
27、步骤s1、确定最低直流电压 udc0和最高直流电压 udcm；
28、步骤s2、确定各单极型汇集系统、各直流电感器和子模块的相关参数，确定子模块的数量；
29、步骤s3、分批次建设所需大小直流电压的单极型汇集系统、直流电感器和子模块，最终扩展成hvdc汇集系统。
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1.HVDC汇集系统，其特征在于：所述HVDC汇集系统包括：
2.根据权利要求1所述的HVDC汇集系统，其特征在于：单极型汇集系统包括交流端口并联的多个电压源换流器，各电压源换流器的直流端口汇集后连接至直流电感器。
3.根据权利要求2所述的HVDC汇集系统，其特征在于：电压源换流器为两电平电压源换流器、三电平电压源换流器或模块化多电平换流器；子模块为半桥子模块。
4.HVDC汇集系统的电压控制方法，其特征在于：应用于权利要求1至3任一所述的HVDC汇集系统，对于任意两个单极型汇集系统x与y，设其中电压较低的单极型汇集系统的直流电压为Udcx，连接的子模块数为Nx；其中电压较高的单极型汇集系统的直流电压为Udcy，连接的子模块数为Ny；
5.根据权利要求4所述的HVDC汇集系统的电压控制方法，其特征在于：设直流电压最低的单极型汇集系统0的直流端口电压为Udc0，设直流电压最高的单极型汇集系统m的直流端口电压为Udcm，单极型汇集系统包括交流端口并联的多个电压源换流器，通过单极型汇集系统内部各电压源换流器的协调控制，实现对外部直流端口电
6.根据权利要求5所述的HVDC汇集系统的电压控制方法，其特征在于：若单极型汇集系统所连接的交流侧系统为强电网，则相应的电压源换流器采用跟网控制模式；若单极型汇集系统所连接的交流侧系统为弱电网或新能源系统，则相应的电压源换流器采用构网控制模式。
7.根据权利要求5所述的HVDC汇集系统的电压控制方法，其特征在于：各单极型汇集系统内部的多个换流器的直流侧采用主从控制、直流电压下垂控制或直流电压裕度控制，实现对单极型汇集系统的直流端口电压的控制。
8.计算机设备，包括处理器和存储介质，存储介质中存储有计算机程序，其特征在于：计算机程序被处理器执行时实现权利要求4至7中任一所述的HVDC汇集系统的电压控制方法。
9.计算机可读存储介质，其特征在于：其上存储有计算机程序，当计算机程序被执行时，实现权利要求4至7中任一所述的HVDC汇集系统的电压控制方法。
10.HVDC汇集方法，其特征在于：所述HVDC汇集方法包括：
...【技术特征摘要】
1.hvdc汇集系统，其特征在于：所述hvdc汇集系统包括：
2.根据权利要求1所述的hvdc汇集系统，其特征在于：单极型汇集系统包括交流端口并联的多个电压源换流器，各电压源换流器的直流端口汇集后连接至直流电感器。
3.根据权利要求2所述的hvdc汇集系统，其特征在于：电压源换流器为两电平电压源换流器、三电平电压源换流器或模块化多电平换流器；子模块为半桥子模块。
4.hvdc汇集系统的电压控制方法，其特征在于：应用于权利要求1至3任一所述的hvdc汇集系统，对于任意两个单极型汇集系统x与y，设其中电压较低的单极型汇集系统的直流电压为udcx，连接的子模块数为nx；其中电压较高的单极型汇集系统的直流电压为udcy，连接的子模块数为ny；
5.根据权利要求4所述的hvdc汇集系统的电压控制方法，其特征在于：设直流电压最低的单极型汇集系统0的直流端口电压为udc0，设直流电压最高的单极型汇集系统m的直流端口电压为udcm，单极型汇集系统包括交流端口并联的多个电压源换流器，通过单极型汇集系统内部各电压...
【专利技术属性】
技术研发人员：马骏超，孙谦浩，孙可，裘鹏，许烽，王晨旭，刘佳宁，董炜，但扬清，陆承宇，沈杨臻，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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