储能变流器主导松网的大规模光伏经LCC出系统赵西贝张泽张博华北电力大学2024年月天津一研究背景二拓扑与关键参数设计三工作原理四仿真分析五结语汇报目录■我国能源资源与负荷呈逆向分布，跨区域、远距离输电以及深远海输电是负荷中心供电和城市环境污染治理的共同需求。2030年前，直流输电参与新能源外送比例将快速增加。■我国已建成特高压直流输电20项，预计到2025年特高压直流总计24项。其中，已建成投运的特高压直流工程送端均采用常规的电网换相换流器(LCC)技术。3.220%83%80%20302050我国面临西电东送的重大需求西电东送直流输电所占比例酒泉-湖南±800干伏特高压直流输电工程送电总容量交流占比直流占比2.2529%71%2017作品背景4.53.52.51.50.5第3页，共28页送电总容量5.217%/亿干瓦年份配套电源输电距离送出方式与主网联络甘肃-浙江光伏700万千瓦风电400万千瓦煤电400万干瓦2370千米送端：混合MMC受端：混合MMC3回750kV至主网2回750kV至煤电蒙西-京津冀光伏800万千瓦风电400万千瓦煤电400万干瓦703千米送端：常规LCC受端：混合MMC3回500kV至主网3回500kV至煤电在沙漠、戈壁与荒漠地区开发新能源是国家战略。目前典型的大规模新能源特高压直流外送工程，送端均有常规电源和主电网支撑：甘肃-浙江工程：总装机规模1500万千瓦(包括煤电400万干瓦),直流±800kV/800万千瓦。蒙西-京津冀工程：总装机规模1600万千瓦(包括煤电400万千瓦),直流±800kV/800万千瓦随着大规模新能源开发，未来沙戈荒腹地将面临无常规电源支撑、无交流主网联络等难题，沙戈荒地区新能源送出方案成为关注的技术需求!!!作品背景第4页，共28页作品背景规模化新能源送出可选方案：LCC-HVDC:具有传输容量大、造价成本低等优势，且技术成熟度更高。MMC-HVDC:可实现四象限解耦控制，能够主动支撑交流系统，适合新能源/弱电网接入。目前，现有柔性直流核心IGBT器件额定电流较小(最高为3kA,晶闸管可达6.25kA),故障电流耐受能力弱(2pu,晶闸管可达10pu),LCC仍然是特高压全功率直流最成熟的方案。如何在纯新能源送端系统中继续发挥LCC容量大、成本低的优势，成为本作品出发点!康宝站DC227km1500M母线66km126km北京站母线AC219km3000WM来来来来来来来来受端换流站送端换流站本本来本来本;本本新能源富集地区大型光伏电站大规模风电场站常规机组O+晶闸管器件额定电流：6.25kA最大浪涌电流：63.5kAIGBT器件额定电流：3kA最大关断电流：5.1kA新能源与常规电源打捆经LCC送出负荷集中地区+0受端交流电网第5页，共28页张北站p(3000WM丰宁站丰宁抽蓄MMC-HVDC直流输电线路1500MW技术挑战：挑战1:沙戈荒腹地无常规电源及交流主网支撑下的送端构网方案挑战2:由谁来实现极弱系统的电压、频率和电网惯量等的调节挑战3:面对新能源基地无风无光工况，如何保证送端交流系统的正常运行创新提出一种储能变流器主导构网的大规模新能源经LCC送出方案方案优势：提出一种新能源送出系统全新构网方式，可以满足送端交流电网构建的要求；利用LCC容量大、单位造价低的特点，可有效降低直流的输电价格，助力新能源消纳；当前国内晶闸管产能和品质均优于IGBT,新能源采用LCC送出，有助于缓解产能矛盾。沙戈荒腹地规模化新能源经LCC送出作品背景第6页，共28页一研究背景二拓扑与关键参数设计三工作原理四仿真分析五结语汇报目录PCCLdceUpeeUyYP.povQpov220/525kVQ。交流滤波P.pes220/Qpes525kV针对挑战1,本作品选取新能源送出系统为研究对象，将新能源基地储能以构网型控制接入，创新性地提出一种储能变流器主导构网的大规模新能源经LCC送出方案。送端系统：·利用构网型储能为新能源基地和LCC提供电压支撑，提高了LCC在极弱送端系统的适应性受端系统：·采用全半桥混合型MMC的拓扑结构，无受端换相失败问题，具备直流故障自清除能力拓扑及关键参数设计Uicc本本第8页，共28页混合型MMC构网型PCS交流系统来来2500kmHBSMLCCFBSM构网型储能主要承担电压支撑的任务，如何合理设计构网型储能的容量成为关键。为衡量高比例电力电子系统的电压强度，引入新能源多场站短路比MRSCR指标；衡量构网型储能接入系统前后，系统各节点MRSCR的变化，分析其提升电压...