【论文推荐】国网经研院文卫兵，赵峥等：海上风电柔性直流系统设计及工程应用

海上风电柔性直流系统设计及工程应用

文卫兵，赵峥，李明，田园园，薛英林，卢亚军，徐莹

（国网经济技术研究院有限公司）

原文发表在《全球能源互联网》2023年第1期“新型电力系统技术工程应用与实践”专题上，欢迎点击品读。本文受国家电网公司科技项目（5100-202258276A-2-0-XG）资助。

文章导读

本文针对中国第一个海上风电柔性直流送出工程——江苏如东工程，构建了轻型紧凑化的海上风电柔性直流系统拓扑方案，提出了海陆换流站的避雷器配置方案与参考电压的选取原则、直流侧有功功率动态平衡装置的典型拓扑方式以及工程的整体控制保护方案，并研究了一种基于电压前馈环节比例谐振控制的有源谐振抑制方法。通过工程实际运行，全面验证了所提方案的有效性。

文章亮点

从系统拓扑方案构建、过电压与绝缘配合、系统功率盈余问题与交流故障穿越技术、控制保护技术等方面开展了深入研究，提出了一套完整的海上风电柔性直流系统设计方案，对于同类工程具有重要参考价值。

主要内容

构建了轻型紧凑化的海上风电柔性直流系统拓扑方案，取消了海上换流站的启动回路与接地回路；海上联接变采用2台并联方案，不配置备用联接变压器，在减少空间、承重的同时，显著提高了系统的运行可靠性。

⬆ 图1 江苏如东海上风电柔直工程概况

综合考虑技术、经济和安全因素，提出了海陆换流站的避雷器配置方案与参考电压的选取原则，通过仿真计算获得了各位置避雷器的决定性操作过电压水平，形成了海陆换流站的绝缘配合方案的典型范式。

⬆ 图2 江苏如东工程避雷器配置方案

⬇表1 海上和陆上换流站的避雷器主要参数

针对柔性直流孤岛接入新能源的功率盈余问题，提出了集中式、分布式、混合式直流侧有功功率动态平衡装置的典型拓扑方式，解决了陆上换流站交流侧故障穿越难题。

⬆ 图3 混合式有功功率动态平衡装置典型拓扑结构图

提出了工程的整体控制保护方案，确定了保护的区域划分原则，并研究了一种基于电压前馈环节比例谐振控制的有源谐振抑制方法，显著降低了工程的振荡风险。

⬆ 图4 江苏如东工程充电与启动策略框图

⬆ 图5 叠加PR控制策略前后的阻抗交互特性对比

2021年12月，江苏如东海上风电柔性直流工程正式投入运行，全面验证了本文所提方案的有效性。

本文引文信息

文卫兵，赵峥，李明，等：海上风电柔性直流系统设计及工程应用[J]. 全球能源互联网，2023，6(1)：1-9.

WEN Weibing, ZHAO Zheng, LI Ming, et al. Design and engineering application of offshore wind power VSC-HVDC system[J]. Journal of Global Energy Interconnection, 2023, 6(1): 1-9(in Chinese).

作者简介

文卫兵

教授级高工

研究方向为高压直流输电与柔性直流输电设计