本发明专利技术涉及电能并网系统以及电能传输系统和方法，其中，该电能传输系统，包括：Ｎ个发电机组，用于产生Ｎ个交流电，Ｎ为大于１的整数；Ｎ个整流器，用于把所述Ｎ个交流电转换为Ｎ个直流电；以及，升压器，用于将所述Ｎ个直流电并联所形成的具有第一电压的直流电升压为适于高压直流传输的具有第二电压的直流电，并输出具有所述第二电压的直流电给高压直流传输链路进行传输。利用该电能并网系统以及电能传输系统和方法，不需要发电机组的设计多样化。
Electric energy grid connected system and electric energy transmission system and method
The present invention relates to a power system and power transmission system and method, wherein, the power transmission system, including: a N generator is used to generate N alternating current, 1 N is an integer greater than N; a rectifier, for the N AC into N DC power; and, a booster for the N has a first voltage DC DC boost formed parallel with second voltage DC power for HVDC transmission, and the output is the second DC voltage to high voltage DC transmission link for transmission. The electric energy grid connected system and the electric energy transmission system and the method need not need the design diversification of the generator set.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
随着能源的短缺，人们开始把目光转向可再生能源发电以获取更多可用的能源。 在这种情况下，由于风力发电具有装机成本低、清洁、环保、维护量小等优点，因此风力发电 得到了越来越多的关注。其中，由于海上风场具有巨大的风力资源，因此在海上利用风力来 发电得到越来越多的发展。图1示出了一种常规的在海上利用风力发电的电能并网系统的示意图。如图1所 示，该电能并网系统10包括离岸的电能传输系统100和岸上的电能接收系统150。电能传输系统100包括N个风力发电机组102、N个交流-直流转换器(AC/DC) 104、 N个电容108、N个直流-交流转换器(DC/AC) 110、本地电网112、交流变压器114和可控硅 整流器118，其中N为正整数。N个风力发电机组102各自利用风力来发电，从而产生N个 交流电。N个交流-直流转换器104把所产生的N个交流电转换成N个直流电。N个电容 108对所转换得到的N个直流电进行滤波，以进一步去除该N个直流电中的交流成分。N个 直流-交流转换器110把该滤波后的N个直流电转换成N个交流电并输入到本地电网112。 交流变压器114把本地电网112中的交流电变换成适于整流的交流电。可控硅整流器118 对交流变压器114变换得到的交流电进行整流，得到高压直流电(HVDC)并输入到电能接收 系统150中的高压直流链路(HVDC Link)进行传输。电能接收系统150包括高压直流链路152和可控硅逆变器156。其中，高压直流链 路152传输从电能传输系统100输入的高压直流电。可控硅逆变器156把来自高压直流链 路152的高压直流电转换成交流电并输入到岸上的电网。从图1可以看到，在电能并网系统10中，风力发电机组102所产生的交流电并入 到岸上的电网，中间需要进行多达5次能量变换，需要采用大量能量变换设备，从而导致电 能并网系统10体积庞大；而且，5次能量变换将会损失很多能量，从而导致电能并网系统10 效率较低。为了克服图1所示的电能并网系统所存在的缺陷，人们提出了另一种常规的在海 上利用风力发电的电能并网系统。图2示出了该另一种常规的在海上利用风力发电的电能 并网系统的示意图。如图2所示，该另一种常规的电能并网系统20包括离岸的电能传输系 统200和岸上的电能接收系统250。电能传输系统200包括N个风力发电机组202、N个整流器(AC/DC) 206和N个电 容210。其中，N个风力发电机组202各自在海上利用风力来发电，从而产生N个交流电。N 个整流器206把所产生的N个交流电转换成N个直流电。N个电容210对所转换得到的N 个直流电进行滤波，以进一步去除该N个直流电中的交流成分，其中该滤波后的N个直流电 串联形成高压直流电并输入到电能接收系统250中的高压直流链路进行传输。电能接收系统250包括高压直流传输链路252、并网逆变器256和逆变变压器2600其中，高压直流传输链路252传输从电能传输系统200输入的高压直流电。并网逆变 器256把来自高压直流传输链路252的高压直流电转换成交流电。逆变变压器260把并网 逆变器256转换得到的交流电变换成满足岸上的电网的要求的交流电并输入到岸上的电 网。从图2可以看出，在电能并网系统20中，各个风力发电机组202所产生的交流电 并入到岸上的电网，中间只需要进行3次能量变换，因此，相对于图1的电能并网系统10，电 能并网系统20具有更小的体积和更高的效率。然而，电能并网系统20也存在缺陷。具体地，在电能并网系统20中，是通过将N 个风力发电机组202所产生的N个交流电转换成N个直流电然后串联为高压直流电这样的 方式来进行传输的，所以导致N个风力发电机组202中的各个风力发电机组对地所需的电 压承受能力和绝缘等级都不同，其中，位于最高端的风力发电机组可能需要几十到几百千 伏的对地绝缘电压，这造成风力发电机组和交流-直流转换器的设计多样化；此外，这种方 式还需要另外增加一套由岸上向海上供电的交流传输线，以便在风力发电机组检修或不能 正常发电的时候向风力发电机组的其他设备供电。
技术实现思路
考虑到现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种电能并网系统，该电能并 网系统不需要发电机组的设计多样化并且具有较小的体积和较高的效率。本专利技术的实施例还提供一种不需要发电机组的设计多样化的电能传输系统和方法。按照本专利技术的一种电能并网系统，包括N个发电机组，用于产生N个交流电，N为 大于1的整数；N个整流器，用于把所述N个交流电转换为N个直流电；升压器，用于将所述 N个直流电并联所形成的具有第一电压的直流电升压为适于高压直流传输的具有第二电压 的直流电；高压直流传输链路，用于传输具有所述第二电压的直流电；并网逆变器，用于将 来自所述高压直流传输链路的具有所述第二电压的直流电转换为第二交流电；以及，逆变 变压器，用于将所述第二交流电变换为符合所述电网要求的交流电并输出给所述电网。按照本专利技术的一种电能传输系统，包括N个发电机组，用于产生N个交流电，N为 大于1的整数；N个整流器，用于把所述N个交流电转换为N个直流电；以及，升压器，用于 将所述N个直流电并联所形成的具有第一电压的直流电升压为适于高压直流传输的具有 第二电压的直流电，并输出具有所述第二电压的直流电给高压直流传输链路进行传输。按照本专利技术的一种电能传输方法，包括将N个发电机组所产生的N个交流电转 换为N个直流电，N为大于1的整数；将所述N个直流电并联形成具有第一电压的直流电； 将具有所述第一电压的所述直流电升压为适于高压直流传输的具有第二电压的直流电；以 及，输出具有所述第二电压的所述直流电给高压直流传输链路进行传输。附图说明本专利技术的其他目的、特征和优点通过以下结合附图的详细描述将变得更加显而易 见。其中图1示出了一种常规的在海上利用风力发电的电能并网系统的示意图2示出了另一种常规的在海上利用风力发电的电能并网系统的示意图；图3是示出按照本专利技术一个实施例的电能并网系统的示意图；图4是示出按照本专利技术一个实施例的升压器的示意图；图5是示出按照本专利技术一个实施例的升压单元的示意图；图6示出了按照本专利技术一个实施例的可控开关器件的一个工作例子；以及图7示出了按照本专利技术另一实施例的升压器的示意图。具体实施例方式下面，将结合附图来详细描述本专利技术的各个实施例。图3是示出按照本专利技术一个实施例的电能并网系统的示意图。如图3所示，电能 并网系统30包括离岸的电能传输系统300和岸上的电能接收系统350。其中，电能传输系统300包括N个风力发电机组302、N个整流器(AC/DC) 306、N个 电容310和升压器314，其中，N为大于1的整数。N个风力发电机组302用于利用海上的风力产生N个交流电。其中，N个风力发电 机组302中的每一个风力发电机组产生一个交流电，所产生的交流电可以是单相交流电或 多相交流电。N个整流器306用于将N个风力发电机组302所产生的N个交流电转换为N个直 流电。其中，N个整流器306中的每一个整流器将N个风力发电机组302的其中一个风力 发电机组所产生的交流电转换为直流电，从而N个整流器306转换得到N个直流电。N个电容310用于对N个整流器306转换得到的N个直流本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电能传输系统，包括：Ｎ个发电机组，用于产生Ｎ个交流电，Ｎ为大于１的整数；Ｎ个整流器，用于把所述Ｎ个交流电转换为Ｎ个直流电；以及升压器，用于将所述Ｎ个直流电并联所形成的具有第一电压的直流电升压为适于高压直流传输的具有第二电压的直流电，并输出具有所述第二电压的直流电给高压直流传输链路进行传输。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴学智，姚吉隆，克晶，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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