全直流海上风电制氢并网系统的制作方法

本技术属于新能源发电，具体涉及一种全直流海上风电制氢并网系统。

背景技术：

1、大力发展海上风力发电是我国实现“双碳”目标的重要途径，目前，我国海上风电的建设正在如火如荼地进行中。氢能具有高能量密度、可储存运输、高转化效率、适用范围广和环保无污染等特点，是大规模转化剩余可再生能源电力的优选方式之一。海上风电制氢既可以利用氢能储存电能以平抑海上风电输出的波动性，还可以利用海上风电较低的度电成本提高电解制氢的收益。

2、随着海上风电的大规模开发，近海海上风电的建设已经趋于饱和，海上风电正在走向深远海，随着输电距离的增加，与传统的海上风电交流送出方式相比，采用柔性高压直流输电技术是一种更加经济有效的输电方案。然而，由于海上风电具有随机性和波动性，大规模海上风电柔性直流送出系统直接接入陆上电网会对电网的稳定性产生不利影响。在远距离海上风电场配套建设一定量的制氢设备，就地消纳一部分海上风电出力，就能够平抑海上风电的波动性，且能够优化直流送出系统的建设容量，是未来远距离海上风电的发展趋势。

3、海上风电制氢并网系统包含多种交直流变换系统，结构复杂，目前，针对海上风电制氢并网系统的拓扑结构和控制方法的研究还十分有限，尤其是针对适用于远距离海上风电制氢系统直流并网方案还未见相关研究，因此，亟需提出一种海上风电制氢直流并网系统。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了克服已有海上风电制氢并网系统包含多种交直流变换系统，结构复杂的问题，提供一种全直流海上风电制氢并网系统，通过风电机组机侧换流器、制氢设备dc/dc换流器、直流送出系统换流器的协同控制，实现海上风电制氢并网系统的高效稳定运行。

2、为实现上述实用新型目的，本实用新型采取如下技术方案：

3、一种全直流海上风电制氢并网系统，其特征在于，所述全直流海上风电制氢并网系统包括：风力发电机、风机机侧换流器、风电场直流母线、双向dc/dc换流器、海水电解槽、储氢罐、海上直流升压站、高压直流送出海缆、受端mmc换流器、受端交流变压器、陆上交流电网；

4、所述风力发电机经过风机机侧换流器接入海上风电场直流母线；

5、所述储氢罐与海水电解槽相连，海水电解槽经过双向dc/dc换流器接入海上风电场直流母线；

6、所述海上风电场直流母线通过海上直流升压站升压后利用高压直流海缆送出，送至陆上后通过受端mmc换流器逆变为三相交流电压，再通过受端交流变压器与陆上交流电网的电压等级相匹配后，接入陆上交流电网；

7、所述海上直流升压站，采用直-交-直拓扑，首先将直流电压逆变为高频交流电压，经高频交流变压器升压后，再整流为直流电压；其中，低压侧逆变装置采用多个子模块并联结构，高压侧整流装置采用多个子模块串联结构，每个子模块采用单相可控全桥换流器。

8、本实用新型的有益效果是：通过采用本实用新型的技术方案，优化了海上风电制氢并网系统的拓扑结构，风电机组机侧换流器、制氢设备dc/dc换流器、直流送出系统换流器能够协同运行，实现全直流海上风电制氢并网系统的协调运行，能够有效解决大规模海上风电柔性直流送出系统直接接入陆上电网会对电网的稳定性产生不利影响的问题，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种全直流海上风电制氢并网系统，其特征在于，包括：风力发电机、风机机侧换流器、风电场直流母线、双向dc/dc换流器、海水电解槽、储氢罐、海上直流升压站、高压直流送出海缆、受端mmc换流器、受端交流变压器、陆上交流电网；

技术总结
本技术公开了一种全直流海上风电制氢并网系统，将风电机组网侧直接接入海上直流母线，为制氢设备提供直流电源，同时通过高压直流送出系统接入陆上电网；并针对该系统提出一种控制方法，通过风电机组机侧换流器、制氢设备DC/DC换流器、直流送出系统换流器的协同控制，实现海上风电制氢并网系统的高效稳定运行。与已有方案相比，本技术具有更简单的拓扑结构，能够有效解决大规模海上风电直流送出系统直接接入对陆上电网稳定性产生不利影响的问题。

技术研发人员：王霄鹤,杨文斌,陈晴,郦洪柯,李景一,陈雨薇,夏冰清,陈玮,殷贵
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：20230427
技术公布日：2024/1/15