目前的海上风电直流送出工程多基于模块化多电平换流器（MMC）方案，具备无源运行能力；而SIEMENS公司推出的不控二极管整流（DR）方案则具备体积小、成本低的优势，但需要海上风电场提供交流电压支撑。本文构建的混合直流送端通过MMC和DR并联实现了二者优势的结合，并给出了并联混合送出系统的启动策略。在交直流系统简化模型的基础上分析了送端MMC和DR之间有功功率分配机理，以及有功倒送现象的产生原因。在此基础上，利用基于有功-电压下垂的协调控制策略，实现了风功率变化下MMC送出功率的控制。

1）提出了MMC和DR并联构成送端的混合直流拓扑；

2）给出了混合直流系统全过程启动策略，且无需修改风电机组的控制策略和额外黑启动电源；

3）分析海上风场送端风功率变化导致的有功功率倒送现象的产生机理，利用送端MMC调整交流电压实现有功功率合理分配。

研究的混合直流系统如图1所示，风电机组考虑66 kV汇集方式，从而近一步减小海上平台的空间需求。DR采用基于移相变压器的24脉动方案，从而进一步减少海上平台的滤波器和无功补偿需求。

⬆ 图1 海上风电DR-MMC并联直流送出拓扑

DR-MMC并联送出系统的启动策略首先通过岸上柔直换流站建立直流电压，结合海上柔直站的无源启动能力实现部分机组并网，从而带动DR启动并实现剩余机组并网，详细过程如图2所示。

⬆ 图2 DR-MMC海上风电送出系统启动策略

在海上风电场功率送出较大时，如果维持交流侧母线电压恒定，此时DR出口侧直流电压近乎不变。考虑到输送有功的上升会导致海上MMC直流侧出口电压上升，此时DR送出功率下降，由MMC传输大部分有功功率。通过MMC控制交流侧电压的方式协调送端DR和MMC有功输出，可降低运行损耗并避免出现送端MMC有功功率倒送的情况。

⬆ 图3 DR-MMC海上风电送出系统简化分析图

岸上MMC建立直流电压后，海上MMC站运行在无源模式，建立风电场交流电压，DR开始送出少量功率，部分风电机组开始并网送出功率；输出功率稳定后，剩余部分机组并网启动送出功率。

⬆ 图4混合送出系统直流电流及功率输出

采用本文策略后，送端MMC有功功率输出处于较低水平，未出现倒送功率的情况。同时在风电输送功率变化时，MMC功率运行变化范围相对较小，证明了策略的有效性和优越性。

⬆ 图5  原有无源策略与本文策略仿真结果对比