【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及全直流海上风电直流升压汇集系统，具体地，涉及一种用于远海风电场群直流外送的多端口直流升压站拓扑，尤其是一种海上多端口直流升压站运行控制策略设计。
技术介绍
1、目前我国近海风电开发程度已较高，未来深度开发空间相对有限。与之相对的，远海风电的风能分布范围更广，风能资源更丰富，风力更加稳定，拥有巨大的开发利用潜力与价值。目前，海上风电输送方式主要可分为交流输电(high voltage alternatingcurrent,hvac)与直流输电(high voltage direct current,hvdc)。远海风电若采用常规交流送出方式，由于交流电缆容性充电功率很大，当电缆长度超过一定数值后，需要在海底电缆中途增设中端无功补偿站，将带来运维检修困难、整体经济性降低等一系列问题。同时，远距离风能输送距离受到海底输电线路波阻抗等参数的影响，导致远海风能资源开发受限。
2、与现有技术相比，直流输电技术成为海上风电并网技术一个新的发展方向，解决了交流电缆汇集带来的诸多技术问题，同时兼顾了海上风电远距离直流传输的线路损耗小、稳定性高等技术优势，更适用于满足功率变换与长距离输电的需求，将成为远海风电高效并网的高可靠性方案。如图1所示，直流输电系统中，具备多个端口的直流(multi-terminal direct current,mtdc)输电系统具备高可靠性、灵活可控、可拓展性与建设经济性等优势，能够灵活实现不同类型直流接入端电压匹配与能量管理。目前，欧洲超级电网的构建中，已经确定将多端直流输电技术作为关键技术之
3、文献1，y.chang and x.cai,"hybrid topology of a diode-rectifier-basedhvdc system for offshore wind farms,"in ieee journal of emerging and selectedtopics in power electronics,vol.7,no.3,pp.2116-2128,sept.2019.该论文提出了一种用于海上风电场高压直流(hvdc)传输的混合变换器，该变换器由二极管整流器和并联辅助模块化多电平转换器(mmc)组成，辅助变换器是一种低功耗、高转换比的双向交流/直流变换器，在风电场启动过程中，辅助变流器主动建立并网交流电压，为风机提供必要的启动功率，此外，辅助变流器向风电场集电系统提供无功功率并部分补偿谐波电流，因此混合拓扑可以克服基于二极管整流器的高压直流系统的缺点，启动过程中，系统基于交流电压控制，将风电从辅助转换器传输至二极管整流器，与基于全功率mmc的hvdc系统相比，所提出的系统显着减少了子模块的数量，从而降低了体积、重量和成本，通过160mw海上风电系统的仿真结果和300w系统的实验结果验证了该系统的有效性。但是该文献所述之方案仅具备一个风场接入端口，不具备多个风场汇集功能，难以满足多个风场接入需求并实现可控潮流分配与电压变换的性能要求，同时，通过全功率mmc与二极管整流单元并联的拓扑形式，实现风场启动阶段功率反送，与本申请所述方案相比，系统内部变换器桥臂复用程度较低、建设成本较高、运行经济性差。
4、文献2，m.yang,x.cai,a.wusiman,j.zhang and j.lyu,"distributed-diode-rectifiers-based offshore wind power mvdc direct-transmission system,"in ieeetransactions on energy conversion,vol.37,no.1,pp.643-653,march,2022.该文献提出一种基于分布式二极管整流器(dr)的海上风电中压直流(mvdc)输电系统，以实现海上风电的直流输电并避免海上平台，该文献建立了风力涡轮机(wt)之间的协调控制策略，降低该系统的传输电压纹波和电流纹波，基于wt线侧变流器控制系统的小信号状态空间模型，通过系统特征值找出控制系统中的较小阻尼项，并进一步提出稳定控制方法，该文献又提出了陆上换流站和海上风电机组之间的联合控制策略来实现系统故障穿越，该策略可以将陆上交流电网的故障信息快速传输到各个wt，并通过wt内部的直流斩波器消耗不平衡的功率，pscad中的仿真结果验证了所提出控制策略的有效性。但是该文献所述之方案仅聚焦于海上风电向岸上电网直流送出的运行场景，所述系统拓扑结构基于二极管整流送出方案，难以满足风场黑启动功率传输需求，需要添加辅助换流装置，或者添加柴油机、储能等设备向风场传输功率，难以设备集成化较低，建设成本较高。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种用于远海风电场群直流外送的多端口直流升压站拓扑。
2、根据本专利技术提供的一种用于远海风电场群直流外送的多端口直流升压站拓扑，包括：三个风场侧变换器、三个δ-y型双绕组变压器以及电网侧变换器；
3、三个所述风场侧变换器的第一连接端均连接风场接入端，三个所述风场侧变换器的第二连接端分别对应连接三个所述δ-y型双绕组变压器的δ侧连接端，三个所述δ-y型双绕组变压器的y侧连接端分别连接所述电网侧变换器的三相；
4、三个所述δ-y型双绕组变压器在二次侧并联，构成变电站内部交流母线，构建内部中频磁链路。
5、优选的，三个所述风场侧变换器均为dc/ac变换器，所述电网侧变换器为dc/ac变换器。
6、优选的，三个所述风场侧变换器采用半桥型子模块mmc。
7、优选的，所述电网侧变换器的a相桥臂子模块采用半桥级联子模块；
8、所述电网侧变换器的b相桥臂子模块采用二极管；
9、所述电网侧变换器的c相桥臂子模块采用二极管。
10、优选的，所述风场侧变换器的第二连接端与所述δ-y型双绕组变压器的δ侧连接端之间连接有电阻。
11、优选的，所述δ-y型双绕组变压器的y侧连接端与所述电网侧变换器的三相之间连接有电阻。
12、优选的，升压站的正常运行模式为由直流风场经过升压站向岸上电网送出风电的工作模式；
13、在正常运行模式下，所述电网侧变换器的a相桥臂子模块的驱动脉冲闭锁，电网侧变换器运行特性与二极管整流桥运行特性相同。
14、优选的，在正常运行模式下，所述风场侧变换器的控制方案为：
15、所述风场侧变换器基于p-v下垂控制，通过调节变换器出口电压幅值，调节变换器有功输出功率，并与相应的风场建立功率信号通讯，配合风电机组变桨控制调节，维持有功功率平衡与系统协同运行；
16、所述风场侧变换器基于q-f下垂控制，实现风场侧变换器之间无功功率均衡；
17、控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于远海风电场群直流外送的多端口直流升压站拓扑，其特征在于，包括：三个风场侧变换器、三个Δ-Y型双绕组变压器以及电网侧变换器；
2.根据权利要求1所述的用于远海风电场群直流外送的多端口直流升压站拓扑，其特征在于，三个所述风场侧变换器均为DC/AC变换器，所述电网侧变换器为DC/AC变换器。
3.根据权利要求2所述的用于远海风电场群直流外送的多端口直流升压站拓扑，其特征在于，三个所述风场侧变换器采用半桥型子模块MMC。
4.根据权利要求2所述的用于远海风电场群直流外送的多端口直流升压站拓扑，其特征在于，所述电网侧变换器的A相桥臂子模块采用半桥级联子模块；
5.根据权利要求1所述的用于远海风电场群直流外送的多端口直流升压站拓扑，其特征在于，所述风场侧变换器的第二连接端与所述Δ-Y型双绕组变压器的Δ侧连接端之间连接有电阻。
6.根据权利要求1所述的用于远海风电场群直流外送的多端口直流升压站拓扑，其特征在于，所述Δ-Y型双绕组变压器的Y侧连接端与所述电网侧变换器的三相之间连接有电阻。
7.根据权利要求1所述的
8.根据权利要求7所述的用于远海风电场群直流外送的多端口直流升压站拓扑，其特征在于，在正常运行模式下，所述风场侧变换器的控制方案为：
9.根据权利要求1所述的用于远海风电场群直流外送的多端口直流升压站拓扑，其特征在于，升压站的黑启动模式为由岸上电网经过升压站向直流风场传送功率的工作模式；
10.根据权利要求9所述的用于远海风电场群直流外送的多端口直流升压站拓扑，其特征在于，在黑启动模式下，升压站的控制方案为包括电网侧变换器控制方案和风场侧变换器控制方案；
...【技术特征摘要】
1.一种用于远海风电场群直流外送的多端口直流升压站拓扑，其特征在于，包括：三个风场侧变换器、三个δ-y型双绕组变压器以及电网侧变换器；
2.根据权利要求1所述的用于远海风电场群直流外送的多端口直流升压站拓扑，其特征在于，三个所述风场侧变换器均为dc/ac变换器，所述电网侧变换器为dc/ac变换器。
3.根据权利要求2所述的用于远海风电场群直流外送的多端口直流升压站拓扑，其特征在于，三个所述风场侧变换器采用半桥型子模块mmc。
4.根据权利要求2所述的用于远海风电场群直流外送的多端口直流升压站拓扑，其特征在于，所述电网侧变换器的a相桥臂子模块采用半桥级联子模块；
5.根据权利要求1所述的用于远海风电场群直流外送的多端口直流升压站拓扑，其特征在于，所述风场侧变换器的第二连接端与所述δ-y型双绕组变压器的δ侧连接端之间连接有电阻。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥平，马建军，朱淼，滕百川，文书礼，陶艳，宾子君，潘春阳，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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