基于基频调制电流源换流器的中频分布式远海风电直流输电系统

姚辰昊; 熊小玲; 冯定腾; 李明; 李探; 李晓博; 赵成勇

doi:10.13335/j.1000-3673.pst.2024.0032

English Version Reader LoginJournal Login

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于基频调制电流源换流器的中频分布式远海风电直流输电系统

更新时间：2025-12-03

- 基于基频调制电流源换流器的中频分布式远海风电直流输电系统
- Vol. 49, Issue 5, Pages: 1898-1909(2025)
- 作者机构：
  
  1. 新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学)
  2. 国网经济技术研究院有限公司
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13335/j.1000-3673.pst.2024.0032
  CLC： TM614;TM721.1
- Published：2025
- 稿件说明：
移动端阅览
姚辰昊, 熊小玲, 冯定腾, et al. 基于基频调制电流源换流器的中频分布式远海风电直流输电系统[J]. 2025, 49(5): 1898-1909.
DOI：

姚辰昊, 熊小玲, 冯定腾, et al. 基于基频调制电流源换流器的中频分布式远海风电直流输电系统[J]. 2025, 49(5): 1898-1909. DOI： 10.13335/j.1000-3673.pst.2024.0032.

摘要

基频调制主动换相型电流源换流器(fundamental frequency modulation-based current source converter

FFM-CSC)无需子模块电容，且不需要大量无功补偿装置和滤波器组，有望成为远海风电直流送出的更优选择。然而现有FFM-CSC远海风电送出方案存在以下不足：1）海上汇集频率为工频，轻型化效果有限；2）集中送出时，一旦海上汇集系统发生故障，交流电压无法建立；3）电流源换流器(current source converter

CSC)与风电机组协同控制交流电压需要大量通信。对此，提出一种基于FFM-CSC的中频分布式远海风电直流输电系统，介绍其拓扑结构和数学模型；接着，提出了无需通信的海上CSC与风电场群协调控制交流电压策略；同时，针对风电场群风速不同造成的直流过电压问题提出双端直流电压协同控制；针对海上汇集系统故障提出一种双端CSC协同旁通与风机耗能装置相配合的故障穿越策略；最后，在PSCAD中对方案进行仿真验证，结果验证了基于FFM-CSC的中频分布式远海风电直流输电系统及其控制策略的有效性。

Abstract

关键词

Keywords

references

Zhao Chengyong,Xia Jiahang,Guo Chunyi,Zhan Ruiqi.An improved control strategy for current source converter-based HVDC using fundamental frequency modulation[J].International Journal of Electrical Power and Energy Systems,2021.

Li Weixing,Zhu Meng,Chao Pupu,Liang Xiaodong,Xu Dianguo.Enhanced FRT and Postfault Recovery Control for MMC-HVDC Connected Offshore Wind Farms[J].IEEE Transactions on Power Systems,2020.

Xing Ling,Wei Qiang.Series-Connected Current Source Inverters: $f_{sw}$ = 60 Hz[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2020.

Cardiel Alvarez Miguel Angel,Arnaltes Santiago,Rodriguez Amenedo Jose Luis,Nami Ashkan.Decentralized Control of Offshore Wind Farms Connected to Diode-Based HVdc Links[J].IEEE Transactions on Energy Conversion,2018.

Popat, M..Coordinated Control of Cascaded Current-Source Converter Based Offshore Wind Farm[J].IEEE transactions on sustainable energy,2012.

Popat, M..A Novel Decoupled Interconnecting Method for Current-Source Converter-Based Offshore Wind Farms[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2012.

(美) 麦克莱曼 (Mclyman,C.W.T.) , 编著.变压器与电感器设计手册[M].中国电力出版社,2013.

黄阳,陶永政,孔志达,宁联辉,丁伟,王素蕾,吴广大,王庆建.海上风电柔性低频输电系统的技术经济分析[J].电网技术,2024(12).

余宙,宋强,赵彪,余占清,曾嵘.用于海上风电低频交流输送的柔性化二极管整流背靠背变频器[J].电网技术,2023(09).

李岩,冯俊杰,卢毓欣,邹常跃,侯帅,黄伟煌.大容量远海风电柔性直流送出关键技术与展望[J].高电压技术,2022(09).

张哲任,陈晴,金砚秋,殷贵,王思逸,徐政.跟网型海上风电中频汇集柔性直流送出系统的最优频率选择[J].电网技术,2022(08).

肖晃庆,黄小威,李岩,黄伟煌,蔡东晓,彭发喜.适用于二极管不控整流送出的海上风电机组无功功率同步控制策略[J].高电压技术,2022(10).

赵东君,郭春义,刘博,江帆,李探,郑宽.抑制风电经柔直并网系统直流过电压的晶闸管型直流耗能拓扑[J].电力自动化设备,2023(01).

夏嘉航,王晨欣,展瑞琦,赵成勇,郭春义.基于主动换相型电流源换流器的远海风电并网系统[J].中国电机工程学报,2022(13).

陈龙龙,魏晓光,张闻闻,崔翔,高冲,贺之渊,汤广福.基于逆阻IGCT的可控关断电流源型高压直流换流器电气应力和损耗特性分析[J].中国电机工程学报,2023(04).

夏嘉航,王晨欣,展瑞琦,赵成勇,郭春义.基于电流源换流器的混合型海上风电直流输电系统[J].电力系统自动化,2021(21).

张哲任,唐英杰,傅春翔.面向海上平台轻型化的跟网型中频远海风电场直流送出方案[J].电力系统自动化,2021(21).

张闻闻,陈龙龙,魏晓光,齐磊,高冲,贺之渊,陈其来.基于可控关断的电流源型直流输电系统设计及运行方式[J].中国电机工程学报,2022(07).

李政轩,宋强,曾嵘,余占清,赵彪.海上风电中频汇集和分布式串联直流输电系统[J].中国电机工程学报,2021(22).

陈龙龙,徐飞,魏晓光,汤广福,崔翔,高冲,陈骞.大容量可控关断的直流输电用电流源型换流器研究综述[J].中国电力,2021(01).

张哲任,唐英杰,徐政.采用中频不控整流直流系统的远海风电送出方案[J].中国电力,2020(07).

李子欣,徐飞,赵成勇,郭小强,栾轲栋,罗进华,高范强,赵聪,王平,李耀华.面向高压直流输电的电流源型主动换相换流器研究综述[J].中国电机工程学报,2021(03).

栾轲栋,李耀华,李子欣,夏冰,赵聪,王平.适用于高压直流输电的主动换相换流器特定谐波消除脉宽调制策略研究[J].中国电机工程学报,2020(12).

黄明煌,王秀丽,刘沈全,王锡凡,孟永庆,叶荣.分频输电应用于深远海风电并网的技术经济性分析[J].电力系统自动化,2019(05).

迟永宁,梁伟,张占奎,李琰,靳双龙,蔡旭,胡君慧,赵生校,田炜.大规模海上风电输电与并网关键技术研究综述[J].中国电机工程学报,2016(14).

文锋.我国海上风电现状及分析[J].新能源进展,2016(02).

王锡凡,卫晓辉,宁联辉,王秀丽.海上风电并网与输送方案比较[J].中国电机工程学报,2014(31).

Views

388

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

主动换相型电流源换流器直流故障特性及恢复策略

Related Author

夏嘉航

赵成勇

Related Institution

新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)

AI问答

⁰