Low-voltage and Small-capacity Converter Based Startup Strategy for Offshore Wind Power Transmission System Using Phase-shifted Diode Rectifier

SUN Zilan; XIONG Liansong; XIE Yihan

doi:10.7500/AEPS20251103018

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Low-voltage and Small-capacity Converter Based Startup Strategy for Offshore Wind Power Transmission System Using Phase-shifted Diode Rectifier

Application Research | 更新时间：2026-10-16

- Low-voltage and Small-capacity Converter Based Startup Strategy for Offshore Wind Power Transmission System Using Phase-shifted Diode Rectifier
- Automation of Electric Power Systems Vol. 50, Issue 20, Pages: 156-165(2026)
- 作者机构：
  
  电工材料电气绝缘全国重点实验室（西安交通大学），陕西省西安市 710049
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(U24B2089);National Science and Technology Major Project(2024ZD0801302)
- DOI：10.7500/AEPS20251103018
  CLC：
- Received：03 November 2025，
  
  Revised：2026-03-30，
  
  Online First：07 September 2026，
  
  Published：25 October 2026
- 稿件说明：
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孙子岚,熊连松,谢懿晗.基于低压小容量换流器的海上风电PSDR送出系统启动策略[J].电力系统自动化,2026,50(20):156-165.

SUN Zilan,XIONG Liansong,XIE Yihan.Low-voltage and Small-capacity Converter Based Startup Strategy for Offshore Wind Power Transmission System Using Phase-shifted Diode Rectifier[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(20):156-165.
孙子岚,熊连松,谢懿晗.基于低压小容量换流器的海上风电PSDR送出系统启动策略[J].电力系统自动化,2026,50(20):156-165. DOI： 10.7500/AEPS20251103018.

SUN Zilan,XIONG Liansong,XIE Yihan.Low-voltage and Small-capacity Converter Based Startup Strategy for Offshore Wind Power Transmission System Using Phase-shifted Diode Rectifier[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(20):156-165. DOI： 10.7500/AEPS20251103018.

摘要

二极管移相整流（PSDR）送出拓扑可通过拓扑结构实现谐波自消，从而减少或省去滤波装置。与常规二极管整流器送出方案相比，PSDR送出方案在成本方面具有一定优势，在深远海风电领域显示出应用潜力。然而，由于二极管整流器固有的不可控及单向导电特性，PSDR换流站无法为海上风电场提供启动电源。文中基于低压小容量辅助换流器，提出一种面向深远海风电PSDR送出系统的低成本自主启动方案。通过在陆上换流站配置具有两个离散挡位的带抽头变压器，并在海上换流站的PSDR交直流侧并联低压小容量辅助换流器，实现系统低压启动/高压输电的分阶段运行。文中依次介绍了系统主回路拓扑及分阶段的工作过程，阐述系统控制策略，并详细说明了辅助换流器在不同阶段的控制目标及实现方法，分析辅助换流器的容量选取与无功补偿效果。最后，对系统进行全时域仿真，验证了所提方案与控制策略的有效性。

Abstract

The phase-shifted diode rectifier (PSDR) transmission topology can achieve harmonic self-cancellation through its topological structure

thereby reducing or even eliminating the need for filtering devices. Compared with conventional diode rectifier transmission schemes

the PSDR transmission scheme has certain cost advantages and shows potential for the application in the field of deep-sea offshore wind power (DSOWP). However

due to the inherent uncontrollability and unidirectional conduction characteristics of the diode rectifier

PSDR converter stations cannot supply power for offshore wind farm startup. Based on the low-voltage and small-capacity auxiliary converter

this paper proposes a low-cost autonomous startup scheme for the DSOWP transmission system using PSDR. By configuring a tapped transformer at two discrete voltage levels in the onshore converter station and paralleling a low-voltage and small-capacity auxiliary converter on both AC and DC sides of the PSDR in the offshore converter station

the system achieves staged operation with low-voltage startup and high-voltage transmission. The main circuit topology and staged operating process of the system are presented sequentially

the control strategy is elaborated

and the control objectives and implementation methods of the auxiliary converter at different stages are detailed. The selection of auxiliary converter capacity and its reactive power compensation effect are analyzed. Finally

full-time-domain simulation is conducted to verify the effectiveness of the proposed scheme and control strategy.

关键词

Keywords

references

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