一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统的制作方法

本发明涉及新能源发电，尤其是涉及一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统。

背景技术：

1、我国已经建成多条特高压输电线路，其中直流特高压不但在数量上占据大部分，也是输送可再生能源的主力军，尤其是大型水电基地几乎全部通过直流外送，但目前投运的直流线路仍以输送单一品种（水、火）传统能源为主，随着新能源大基地的进一步推进，存量直流线路逐渐打捆完毕，预计后续特高压直流线路将围绕新能源大基地进行建设。

2、特高压直流工程中，绝大多数方案均采用的是送端和受端均为晶闸管换流阀（lcc）的方案，lcc变换器的优点在于额定电压和电流较大，且技术相对成熟，成本较低，但是其需要配合外部无功功率补偿设备使用。

3、目前远距离高压直流输电系统多数送端和受端均采用的是lcc换流阀，但是此方案存在两个问题，首先是该方案无法应用于新能源发电基地直流外送系统，在无常规电源支撑的新能源大基地应用场景中，送端换流阀必须为具有电压支撑能力的柔直换流阀，但是mmc（模块化多电平换流器）柔性换流阀成本过高；其次，直流输电系统受端采用lcc换流阀容易产生换相失败，对于多馈入lcc直流输电系统而言，受端电力系统存在多个lcc换流阀同时发生换向失败，从而产生整个电力系统失稳的风险。

技术实现思路

1、因此，本发明技术方案主要解决现有的远距离高压直流输电系统无法应用于新能源发电基地直流外送系统，送端换流阀采用具有电压支撑能力的柔直换流阀成本过高，无法保证电力系统的正常运行的缺陷，从而提供一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统，包括：控制保护装置和拓扑电路，所述控制保护装置和所述拓扑电路连接；其中，

3、所述拓扑电路包括构网型储能装置、新能源发电基地、送端换流阀、受端换流阀和受端电网；所述构网型储能装置与所述新能源发电基地并联连接，并通过第一变压器与所述送端换流阀连接；所述新能源发电基地通过所述第一变压器与所述送端换流阀连接；所述送端换流阀通过高压直流输电线与所述受端换流阀连接；所述受端换流阀通过第二变压器与所述受端电网连接；

4、所述构网型储能装置，用于构建交流侧电压，并为所述新能源发电基地提供并网电压；其中，所述交流侧电压的范围为额定交流电正负10%的偏差内；

5、所述新能源发电基地，用于获取实时并网电压，当所述实时并网电压达到所述交流侧电压时，启动并网发电；

6、所述控制保护装置，用于当所述新能源发电基地启动并网发电时，检测所述构网型储能装置的充放电状态，当所述构网型储能装置处于充电状态时，则向所述构网型储能装置发送控制指令；

7、所述构网型储能装置，还用于基于所述控制指令抬升送端换流阀的交流侧电压幅值，直至所述送端换流阀导通，依次通过所述送端换流阀和所述受端换流阀向所述受端电网传输功率。

8、本发明实施例提供的一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统，通过改进传统送受两端均为lcc的高压直流输电系统，采用构网型储能装置为无常规电源支撑的新能源发电基地提供了并网电压支撑，并通过控制保护装置与构网型储能装置之间的交互实现了新能源发电基地向受端电网的功率传输，降低了成本，保证了电力系统的正常运行。

9、结合第一方面，在另一种可能的实施方式中，所述送端换流阀采用二极管阀。

10、结合第一方面，在另一种可能的实施方式中，所述受端换流阀采用模块化多电平变换器。

11、结合第一方面，在另一种可能的实施方式中，所述控制保护装置，还用于当所述构网型储能装置处于放电状态时，维持所述送端换流阀的交流侧电压幅值，以保持所述送端换流阀不导通。

12、结合第一方面，在另一种可能的实施方式中，所述受端电网，用于为所述受端换流阀提供交流电压，以启动所述受端换流阀，所述受端换流阀基于所述交流电压建立直流侧电压。

13、结合第一方面，在另一种可能的实施方式中，所述送端换流阀，用于接收所述新能源发电基地发送的交流电，并将所述交流电转换为直流电，并将所述直流电传输给所述受端换流阀。

14、结合第一方面，在另一种可能的实施方式中，所述受端换流阀，还用于将所述直流电转换为交流电，并将转换得到的交流电传输给所述受端电网。

15、结合第一方面，在另一种可能的实施方式中，所述构网型储能装置，具体用于采用构网型电压源控制模式构建所述交流侧电压。

16、结合第一方面，在另一种可能的实施方式中，所述新能源发电基地，还用于当启动并网时，将当前运行模式转换为最大发电功率跟踪模式。

17、第二方面，本发明实施例还提供了一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统的控制方法，应用于一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统，所述方法包括：

18、当新能源发电基地启动并网发电时，检测构网型储能装置的充放电状态，当所述构网型储能装置处于充电状态时，则向所述构网型储能装置发送控制指令，所述构网型储能装置基于所述控制指令抬升送端换流阀的交流侧电压幅值，直至送端换流阀导通，依次通过所述送端换流阀和受端换流阀向受端电网传输功率；其中，所述构网型储能装置构建交流侧电压，并为所述新能源发电基地提供并网电压，当实时并网电压达到所述交流侧电压时，所述新能源发电基地启动并网发电；其中，所述交流侧电压的范围为额定交流电正负10%的偏差内。

技术特征：

1.一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统，其特征在于，包括：控制保护装置和拓扑电路，所述控制保护装置和所述拓扑电路连接；其中，

2.根据权利要求1所述的一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统，其特征在于，所述送端换流阀采用二极管阀。

3.根据权利要求1所述的一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统，其特征在于，所述受端换流阀采用模块化多电平变换器。

4.根据权利要求1所述的一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统，其特征在于，所述控制保护装置，还用于当所述构网型储能装置处于放电状态时，维持所述送端换流阀的交流侧电压幅值，以保持所述送端换流阀不导通。

5.根据权利要求1所述的一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统，其特征在于，所述受端电网，用于为所述受端换流阀提供交流电压，以启动所述受端换流阀，所述受端换流阀基于所述交流电压建立直流侧电压。

6.根据权利要求1所述的一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统，其特征在于，所述送端换流阀，用于接收所述新能源发电基地发送的交流电，并将所述交流电转换为直流电，并将所述直流电传输给所述受端换流阀。

7.根据权利要求6所述的一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统，其特征在于，所述受端换流阀，还用于将所述直流电转换为交流电，并将转换得到的交流电传输给所述受端电网。

8.根据权利要求1所述的一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统，其特征在于，所述构网型储能装置，具体用于采用构网型电压源控制模式构建所述交流侧电压。

9.根据权利要求1所述的一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统，其特征在于，所述新能源发电基地，还用于当启动并网时，将当前运行模式转换为最大发电功率跟踪模式。

10.一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9任一项所述的一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统，所述方法包括：

技术总结
本发明提供一种基于构网型储能的新能源发电基地直流外送系统，该系统包括：控制保护装置和拓扑电路，控制保护装置和拓扑电路连接；其中，拓扑电路包括构网型储能装置、新能源发电基地、送端换流阀、受端换流阀和受端电网；构网型储能装置与新能源发电基地并联连接，并通过第一变压器与送端换流阀连接；新能源发电基地通过第一变压器与送端换流阀连接；送端换流阀通过高压直流输电线与受端换流阀连接；受端换流阀通过第二变压器与受端电网连接。该系统采用构网型储能装置为无常规电源支撑的新能源发电基地提供了并网电压支撑，并通过控制保护装置与构网型储能装置之间的交互实现了功率传输，降低了成本，保证了电力系统的正常运行。

技术研发人员：周兴达,唐博进,苟立峰,王一凡,郭明珠,贾娜,王武斌,朱小毅
受保护的技术使用者：长江三峡集团实业发展（北京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13