基于多端直流输电的风电并网技术

以西北电网大规模风场为背景,提出了采用相控换流器的多端直流输电系统(LCC-MTDC)进行大规模风电并网的方法,同时结合西北电网拟建直流输电项目,构建出用于风电并网的多端系统拓扑图并设计了相关器件的参数。在推导出LCC-MTDC数学模型基础上,提出了适用于LCC-MTDC系统的电流裕度控制策略,分析了系统出现扰动时换流器通过控制策略切换而重新恢复稳定运行的原理。PSCAD/EMTDC软件中的仿真结果表明:所提出的控制策略具有良好的控制特性,特别是在故障条件下能有助于系统快速恢复。

适用于海上风场并网的混合多端直流输电技术研究

针对海上风电并网的需求,提出了采用VSC换流器连接海上风场和弱受端交流系统,LCC换流器连接较强交流系统的混合多端直流输电系统拓扑结构,并对一个混合5端直流输电系统进行了详细研究。分析了5个换流器的电压电流控制特性,设计了直流系统控制策略,研究了系统在风速波动、逆变侧VSC和LCC分别出现三相短路故障以及直流线路故障时系统的动态响应特性。仿真结果表明所提出的混合多端直流输电系统具有较好的运行特性,可以适应海上风电并网的需求。

一种适用于风电直接经直流大规模外送的换流器

提出一种适用于风电直接经直流大规模远距离外送的新型换流器,由电压源型换流器和相控换流器串联而成,占整个换流器的容量分别为1/4和3/4,并将此换流器称为混合型换流器(VSC-PLUS)。该换流器综合了相控换流器和电压源型换流器的优点,既具有自换相黑启动功能,又具有高压低损耗特点,使得换流器可直接联接于风电场进行风电的大规模远距离外送。详细介绍了串联混合型换流器的拓扑结构及控制策略,论述了该换流器相比于其他换流器的优势。仿真验证该混合型换流器构成的直流输电系统的稳态运行、黑启动、潮流反转和阻断直流故障电流等能力。结果表明混合型换流器特别适合于大规模风力发电直接经直流输电进行远距离输送,具有较大的工业应用价值。

一种将风电场和常规电厂捆绑并网的三端直流输电系统

为将大规模风力发电输送到数千km以外的负荷中心,提出一种将风电场和常规电厂捆绑并网的三端直流输电系统,设计了全系统以及各个换流站的控制器。全系统静态伏安特性的分析结果表明该系统具有较强的静态稳定性。利用PSCAD/EMTDC建立该系统的详细模型,仿真验证了该系统在启动、稳态运行、风电功率波动及故障工况下的运行特性。研究结果表明,该系统在技术上是可行的。该系统为大规模风电的远距离传输提供了一种新的选择。