(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211244406.5 (22)申请日 2022.10.12 (71)申请人 国网江苏省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 211103 江苏省南京市江宁区帕威尔 路1号 申请人 国网江苏省电力有限公司 　 江苏省电力试验研究院有限公司 (72)发明人 孔祥平　李鹏　宾子君　张弛　 王晨清　郑俊超　林金娇　陶艳　 (74)专利代理 机构 苏州市中南伟业知识产权代 理事务所(普通 合伙) 32257 专利代理师 刘卉 (51)Int.Cl. H02J 1/10(2006.01)H02J 3/36(2006.01) H02J 3/38(2006.01) H02M 1/36(2007.01) H02M 3/00(2006.01) H02M 3/28(2006.01) H02M 3/335(2006.01) (54)发明名称 一种全直流海上风力发电系统及其协调启 动方法 (57)摘要 本发明公开了一种全直流海上风力发电系 统及其协调启动方法， 全直流海 上风力发电系统 包括： 风力发电机系统、 直流汇集电网和海上变 流站， 风力发电机系统包括风力发电机、 风机机 侧AC/DC变流器和风机网侧DC/DC变流器， 海上变 流站包括海上DC/DC变流器； 风力发电机输出的 交流电经风机机侧交流AC/DC变流器转换成 LVDC， 再经风机网侧DC/DC变流器转换 成MVDC， 再 经直流汇集电网汇集输送至海上DC/DC变流器， 海上DC/DC变流器将MVDC转换为HVDC， 并将电能 传输至陆上变流站， 陆上变流站通过陆上DC/AC 变流器将HVDC转换成交流， 将 海上风电注入到陆 上电网。 本发明基于隔离型DC/DC变流器的全直 流风力发电系统结构简单、 紧凑且可靠性高。 其 协调启动方法可保证全直流海上风电系统平稳 启动和运行。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115483676 A 2022.12.16 CN 115483676 A 1.一种全直流海上风力发电系统， 包括风力发电机系统、 直流汇集电网和海上变流站 其特征在于， 所述风力发电机系统包括风力发电机、 风机机侧AC/DC变流器和风机网侧DC/DC变流 器， 所述海上变流站包括海上DC /DC变流器； 所述风力发电机输出的交流电经风机机侧交流AC/DC变流器转换成LVDC， 再经所述风 机网侧DC/DC变流器转换成MVDC， 再经所述直流汇集电网汇集输送至所述海上DC/DC变流 器， 所述海上DC/DC变流器将MVDC转换为HVDC， 并将电能传输至陆上变流站， 陆上变流站通 过陆上DC /AC变流器将HVDC转换成交流， 将海上风电注入到陆上电网。 2.如权利要求1所述的全直流海上风力发电系统， 其特征在于， 所述风力发电机采用六 相永磁同步 发电机， 所述风机机侧AC/D C变流器包括两台中性点钳位型三电平变流器， 两台 中性点钳位型三电平变流器的交流侧分别接所述六相永磁同步发电机的两组三相定子输 出， 直流侧与LVDC并联。 3.如权利要求1所述的全直流海上风力发电系统， 其特征在于， 所述风机网侧DC/DC变 流器采用基于隔离变压器的三电平全桥LLC谐振变流器， 所述三电平全桥LLC谐振变流器的 输入侧采用三电平全桥结构， 副边侧采用整流 二极管结构， 谐振腔采用L LC谐振腔。 4.如权利要求3所述的全直流海上风力发电系统， 其特征在于， 所述风机网侧DC/DC变 流器中的隔离变压器采用中频变压器。 5.如权利要求1所述的全直流海上风力发电系统， 其特征在于， 所述海上DC/DC变流器 采用基于MMC的DC/DC变流器， 所述基于MMC的D C/DC变流器的输入侧采用基于半桥子模块电 路的MMC结构， 所述基于 MMC的DC/DC变流器的输出侧采用二极管整流电路。 6.一种全直流海上风力发电系统的协调启动方法， 应用于如权利要求1 ‑5任一所述的 全直流海上风力发电系统， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 陆上DC /AC变流器启动； S2、 风力发电机启动； S3、 风机机侧AC/DC变流器启动； S4、 风机网侧DC /DC变流器启动； S5、 海上DC /DC变流器启动。 7.如权利要求6所述的全直流海上风力发电系统的协调启动方法， 其特征在于， 步骤S3 包括： S31、 机侧变流器不控整流； 步骤包括： 将机侧AC/DC变流器中功率开关器件闭锁， 机侧 AC/DC变流器中二极管构成不可控整流电路， 所述风力发电机定子侧交流电经风机机侧AC/ DC变流器中二极管不控整流产生 直流电压ULV； S32、 机侧变流器恒电流控制； 步骤包括： 当机侧AC/DC变流器直流电压ULV达到阈值Uth 时， 对机侧AC /DC变流器采用恒电流控制， 对直 流侧电容进行充电， 直 流电压ULV持续上升； S33、 机侧变流器最大功率跟踪控制； 步骤包括： 当机侧AC/DC变流器直流电压ULV经充电 达到额定值UrL时， 将其切换为 风机最大功率跟踪控制。 8.如权利要求6所述的全直流海上风力发电系统的协调启动方法， 其特征在于， 步骤S4 包括： 当风力发电机直流电压ULV达到额定值UrL时， 风机网侧DC/DC变流器开始工作， 控制直 流电压ULV稳定在额定值UrL， 并将风机电能传输到直流汇 集电网， 使 得直流汇 集电网电压UMV权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115483676 A 2逐渐升高； 步骤S5包括： 当直流汇集电网电压UMV达到额定值UrM时， 海上DC/DC变流器开始工作， 控 制直流电压UMV稳定在额定值UrM， 并将海上风场产生的电能传输到HVDC输电电网， 再经HVDC 输电系统将电能传输 到陆上变流站。 9.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算 机程序， 其特 征在于， 所述处 理器执行所述程序时实现如权利要求8中所述方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该程序被处理器 执行时实现权利要求8中所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115483676 A 3