海上风电柔性直流输电及变流器技术研究
海上平台柔性直流换流站工程应用方案研究
!#年第4卷第1期2017 Vol.4 N o.1南方能源建设SOUTHERN ENERGY CONSTRUCTION勘测设计Survey ZDesignD O I： 10 .16516/j.gedi.issn2095-8676.2017 .01.012海上平台柔性直流换流站工程应用方案研究郝为瀚(中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，广州510663)摘要：随着柔性直流输电技术的不断发展，至今已经成为主流的直流输电技术，在海岛供电、风电接入、电网互连等 方面已经有了大量的应用，积累了充足的工程经验。
由于柔性直流输电技术的自身特点，用于海上平台供电有着先天 的优势。
基于陆上柔性直流换流站的技术基础，从拓扑结构、主要电气设备选型、电气平面布置以及二次系统等方面 论述了海上平台换流站的工程应用方案，对柔性直流输电技术的在海上平台供电领域的应用以及发展方向提出了一些 具有积极意义的设想和建议。
关键词$柔性直流输电技术；海上平台换流站；M M C拓扑结构中图分类号：TM71 文献标志码：A文章编号$2〇95-8676(2017)01-0〇66-05Research on VSC-HVDC Converter Station Application on Offshore PlatformHAO W eihan(ChinaEnergy Engineering Group Guangdong Electric Power Design Institute Co. $Ltd. $Guangzhou510663，China)A b s tra c t：W itli the continuous development o f VSC-HVDC technology,it has become the mainstream o f DC transmission technology.In the island power supply，wind power access，power grid interconnection，and so has a la^ge number o f applications，has accumulated plenty o f engineering experience.Because o f its own chaacteristics，VSC-HVDC tedinology has an innate advantage in power supply for offshiore platforms.B ased on the technical foundation o f the VSC-HVDCconverter the engineering application scheme o f the offshore platform converter station from the aspects o f topological equipment selection，electrical plane layout and secondary system，etc.And it also has a number o f positi'^e ideas and suggestions about the VSC-HVDCtechnology offshore platform power supply applications and the development o f the direction.Key w o rd s:VS C-H VD C;converter station on offshore platform;M M C topological structure随着国民经济的快速增长、国内能源需求缺口 扩大和海洋战略的有力推进，海上钻井平台业务发 展迅猛，而海上平台的电力供应保障对海上平台的 持续、安全工作非常重要[1]。
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展一、本文概述随着能源结构的优化和电网技术的发展，柔性直流输电（VSC-HVDC）技术以其独特的优势，在电力系统中的应用越来越广泛。
本文旨在全面概述柔性直流输电工程的技术研究、应用现状以及未来的发展趋势。
我们将从柔性直流输电的基本原理出发，深入探讨其关键技术和设备，包括换流器、控制系统、保护策略等。
我们还将分析柔性直流输电在新能源接入、电网互联、城市电网建设等领域的应用案例，评估其在实际运行中的性能表现。
我们将展望柔性直流输电技术的发展前景，探讨其在构建清洁、高效、智能的电力系统中发挥的重要作用。
通过本文的阐述，我们希望能够为从事柔性直流输电技术研究和应用的同行提供有益的参考和启示。
二、柔性直流输电技术原理柔性直流输电技术，又称为电压源换流器直流输电（VSC-HVDC），是近年来直流输电领域的一项重大技术革新。
与传统的基于电网换相换流器（LCC）的直流输电技术不同，柔性直流输电技术采用基于可关断器件的电压源换流器（VSC），这使得它在新能源接入、城市电网增容和孤岛供电等方面具有独特的优势。
柔性直流输电技术的核心在于电压源换流器（VSC）。
VSC采用可关断的电力电子器件（如绝缘栅双极晶体管IGBT），通过脉宽调制（PWM）技术实现对交流侧电压和电流的有效控制。
VSC既可以作为有功功率的源，也可以作为无功功率的源，因此它具有更好的控制灵活性和响应速度。
在柔性直流输电系统中，VSC通常与直流电容器和滤波器并联，以维持直流电压的稳定和滤除谐波。
VSC通过改变其输出电压的幅值和相位，可以独立地控制有功功率和无功功率的传输，从而实现对交流电网的灵活支撑。
柔性直流输电技术还采用了先进的控制系统，包括换流器控制、直流电压控制、功率控制等，以确保系统的稳定运行和电能质量。
这些控制系统可以根据系统的运行状态和实际需求，对VSC的输出进行实时调整，从而实现对交流电网的精准控制。
柔性直流输电技术以其独特的电压源换流器和先进的控制系统，实现了对交流电网的灵活支撑和精准控制。
柔性直流输电技术应用、进步与期望
柔性直流输电技术应用、进步与期望一、概述随着全球能源结构的转型和电力电子技术的飞速发展，柔性直流输电技术（VSCHVDC）作为一种新型的输电方式，正逐渐受到广泛关注和应用。
柔性直流输电技术以其独特的优势，如可独立控制有功和无功功率、无需交流系统提供换相电压支撑、易于构成多端直流系统等，在新能源接入、城市电网供电、海岛供电、分布式发电并网等领域展现出广阔的应用前景。
自20世纪90年代以来，柔性直流输电技术经历了从理论研究到工程实践的发展历程。
随着电力电子器件的不断进步和控制策略的优化，柔性直流输电系统的容量和电压等级不断提升，系统效率和可靠性也得到了显著提高。
目前，柔性直流输电技术已成为解决新能源大规模并网、提高电网智能化水平、推动能源互联网发展的重要技术手段。
尽管柔性直流输电技术取得了显著的进步，但仍面临一些挑战和期望。
一方面，随着应用领域的不断拓展，对柔性直流输电系统的性能要求也越来越高，如更高的容量、更低的损耗、更快的响应速度等。
另一方面，随着可再生能源的大规模开发和利用，电网的复杂性和不确定性也在增加，这对柔性直流输电技术的稳定性和可靠性提出了更高的要求。
1. 简述柔性直流输电技术的背景和重要性随着全球能源需求的日益增长，传统直流输电技术在面对能源紧缺、环境压力以及现代科技发展的挑战时，已显得力不从心。
在这样的背景下，柔性直流输电技术应运而生，成为了一种顺应社会发展的新型输电技术。
从能源角度来看，随着城市化进程的加快和工业化水平的提高，能源需求呈现出爆炸式增长。
传统的直流输电技术，虽然在一定程度上能够满足能源传输的需求，但在面对大规模、远距离的电能输送时，其局限性逐渐显现。
同时，随着可再生能源的快速发展，如风能、太阳能等，这些能源具有分散性、远离负荷中心以及小型化的特点，传统的直流输电技术难以满足这些新能源的接入和调度需求。
柔性直流输电技术的出现，正好弥补了这一技术短板，使得大规模、远距离的电能输送以及新能源的接入和调度成为可能。
柔性直流输电技术的应用探究
柔性直流输电技术的应用探究1. 引言1.1 研究背景随着可再生能源的快速发展和应用，传统的交流输电技术已经无法满足对电力系统的需求。
柔性直流输电技术具有较高的适应性和灵活性，可以有效地将分散的可再生能源接入电网，并实现电力的高效输送。
研究柔性直流输电技术在可再生能源接入中的应用具有重要的意义和价值。
在远距离输电方面，柔性直流输电技术也具有明显的优势。
其低损耗、高效率的特点使其在长距离输电中具有巨大的潜力。
在电网调度方面，柔性直流输电技术的灵活性和可控性也为电力系统的平稳运行提供了有力支持。
针对柔性直流输电技术的应用探究具有重要的现实意义和深远的影响，对于推动电力系统的现代化和可持续发展具有重要意义。
1.2 研究意义柔性直流输电技术是电力系统领域的一项重要技术创新，具有极大的研究意义和实际应用价值。
柔性直流输电技术可以提高电网的稳定性和可靠性。
传统的交流输电系统存在输电损耗大、容量受限、电压波动等问题，而柔性直流输电技术可以有效解决这些问题，使电网运行更加稳定可靠。
柔性直流输电技术能够促进可再生能源的大规模接入。
随着可再生能源的发展和普及，如风能、光能等，传统的交流输电系统已经不再适应大规模可再生能源接入的需求。
而柔性直流输电技术具有高效能力调节和低损耗传输特性，能够更好地支持可再生能源的接入。
柔性直流输电技术还可以实现远距离输电。
采用柔性直流输电技术可以降低输电损耗，并且传输距离更远更稳定，为远距离能源互补和资源优化配置提供了新的解决方案。
柔性直流输电技术的研究意义在于提高电网的运行效率和可靠性，推动可再生能源的大规模接入，实现远距离输电和优化电网调度，为电力系统的发展和普及做出重要贡献。
1.3 研究目的研究目的是为了深入探究柔性直流输电技术在电力系统中的应用及其潜在效益，探讨其在可再生能源接入、远距离输电和电网调度等方面的作用，并分析其对电力系统运行的影响与改善。
通过对柔性直流输电技术的研究，旨在提高电力系统的稳定性、可靠性和经济性，满足日益增长的电力需求，促进清洁能源的发展和利用，推动电力行业的现代化和智能化发展。
柔性直流输电技术的应用探究
柔性直流输电技术的应用探究摘要：本文主要针对柔性直流输电技术的系统结构、基本工作原理和技术的特点、功能等方面对柔性直流输电技术的发展与应用进行阐述，柔性直流输电技术补充了传统高压电技术的不足，提供了新的途径方法，结合国内外输变电技术的发展对可再生能源进行研究。
关键词：柔性直输电；技术；应用从技术上讲，灵活的直流输电技术是新一代直流输电电压源换流器为核心，采用电压源换流器和最先进的全控制的设备，传统的高压直流输电技术的升级。
相比交流和常规输电，在传输能量的同时，灵活地调整柔性直流输电技术，它具有可控性好，操作灵活，适用范围广的场合等显著优点。
1柔性直输电技术的概念1.1 柔性直输电的历程谈到电力传输的历程，电力传输目前有三个阶段，分别为直流阶段、交流阶段以及交直流相混合输电阶段。
早期的用电运输工程是从直流输电系统开始的，这种直流输电系统存在弊端，效果不好，不能直接将直流电进行升压，这样导致输电距离受到很大的限制，限制了发展，更不能满足输送容量的增长以及输电距离增加的相应需求。
后来，三相交流发电机和变压器应运而生，随着交流电的优势日益明显，交流输电也就开始逐渐地代替了直流输电系统，由于良好的性能，交流电发展迅猛，并且得到世界各国的普及，逐渐形成了当代交流电网的雏形。
对于大功率换流器的研究成功，解决了高压直流输电上的技术难题。
相比直流输电，交流输电在一些方面具有很强的优势。
现在，为了更好的发展输电技术，开始使用柔性直流输电技术，比如在远距离大功率的输电方面、海底电缆输电系统以及两个交流系统之间的非同步联络等等。
1.2 柔性直输电技术的技术特点当前，柔性直流输电技术有了较大的提高，特别是在降低损耗控制方面以及保护技术这些方面都取得了相当大的进步。
在柔性直流输电技术方面，前期仍然存在一些问题，比如说在受控端网络方面必须是一个完整的有源系统，不能实现向无源系统供电。
后来采用新的技术，用全控型半导体器件IGBT组成的电压源型换流器的柔性直流输电在瑞典顺利运行，这也标志着直流输电技术向新的发展迈进。
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展一、本文概述1、简述柔性直流输电技术的背景和发展历程随着能源结构的优化和电网互联的需求增长，直流输电技术以其长距离、大容量、低损耗的优势，在电力系统中占据了举足轻重的地位。
然而，传统的直流输电技术，如基于晶闸管的直流输电（LCC-HVDC），存在换流站需消耗大量无功、无法独立控制有功和无功功率、对交流系统故障敏感等问题。
因此，柔性直流输电技术（VSC-HVDC）应运而生，它采用电压源型换流器（VSC）和脉宽调制（PWM）技术，实现了对有功和无功功率的独立控制，并具有快速响应、灵活调节、易于构成多端直流系统等优点。
柔性直流输电技术的发展历程可以追溯到20世纪90年代初，当时基于绝缘栅双极晶体管（IGBT）的VSC技术开始应用于风电场并网和孤岛供电等领域。
随着电力电子技术的快速发展，VSC的容量和电压等级不断提升，使得柔性直流输电技术在电网互联、新能源接入、城市配电网等领域得到了广泛应用。
进入21世纪后，随着全球能源互联网的提出和新能源的大规模开发，柔性直流输电技术迎来了快速发展的黄金时期。
目前，柔性直流输电技术已经成为直流输电领域的研究热点和发展方向，其在全球范围内的大规模应用也为电力系统的智能化、绿色化、高效化发展提供了有力支撑。
2、阐述柔性直流输电技术在现代电力系统中的重要性在现代电力系统中，柔性直流输电技术已经日益显示出其无法替代的重要性。
它作为一种先进的输电技术，不仅克服了传统直流输电技术的局限性，还以其独特的优势在现代电网建设中占据了举足轻重的地位。
柔性直流输电技术的灵活性和可控性使得它在大规模可再生能源接入电网中发挥了关键作用。
随着可再生能源如风能、太阳能等的大规模开发和利用，电网面临着越来越大的挑战。
这些可再生能源具有随机性、波动性和间歇性等特点，对电网的稳定性造成了威胁。
而柔性直流输电技术通过其独特的控制策略，可以实现对有功功率和无功功率的独立控制，从而有效地解决可再生能源接入电网所带来的问题，提高电网的稳定性和可靠性。
风电并网中的柔性直流输电技术分析
风电并网中的柔性直流输电技术分析与以往工作不同的是，风电并网的工作开展时，一定要在稳定性方面做出较大的努力，应尽量减少各种不良因素的作用，从多个方面保证各项工作的开展可以按照预期来执行。
柔性直流输电技术在现阶段的研究当中，不仅将以往的技术作为对比，同时还在技术的优势研究上比较深入，希望由此来在风电并网过程中，提供更多的帮助。
一、柔性直流输电系统（一）柔性直流输电技术的特点分析对于风电并网而言，虽然自身具备的积极作用比较突出，可是在很多工作的开展上，都不能从传统的角度来出发，应在多个方面保证柔性直流输电技术得到有效的应用，减少强制性的错误操作，保证各项工作的落实能够得到预期的效果。
分析认为，柔性直流输电技术的特点主要是集中在以下几个方面：第一，柔性直流输电技术的实施，自身是一种将可关断电力电子器件引入直流输电领域的新型直流输电技术。
该项技术的操作过程中，主要选择的设备，表现为具有自关断能力的全控型半导体器件IGBT所构成的电压源变流器，该项设备可以将常规的设备更好取代，相比基于半控晶闸管器件的直流电源变流器而言，柔性直流输电技术的设备在性能上更加优秀。
第二，从电网技术的使用上来分析，柔性直流输电技术在落实以后，能够将独立的控制有功能力、独立控制无功能力更好的发挥出来，针对潮流的反转而言，能够在较短的时间内实现。
这样一来，就可以更好的提高交流系统的输电能力，同时在功角的稳定性方面也取得了较大的提升。
一般而言，柔性直流输电技术在应用到风电并网的工作以后，能够在很短的时间内恢复供电，在黑启动方面，以及向无源电网供电方面，也得到了较好的效果。
第三，柔性直流输电技术在实施以后，对经济上的影响较大，对环境上的影响较小。
多数地方在操作柔性直流输电技术时，仅仅需要占有很小的土地面积，在相关工作的施工工期上也表现较短，该项技术所产生的电磁干扰并不高。
（二）柔性直流输电系统运行方式对于柔性直流输电技术而言，其在使用的过程中，主要是借助于相关的系统来完成的。
海上风电柔性直流输电及变流器技术徐孝峰
海上风电柔性直流输电及变流器技术徐孝峰发布时间：2021-08-30T05:19:15.020Z 来源：《河南电力》2021年5期作者：徐孝峰江丁勇林圣辉[导读] 近些年来，风电产业在我国技术和政策的支持下，得到了快速发展，而柔性直流输电不仅具备调节速度快，运行可靠等优势，而且还可以提高系统运行的稳定性，因此在海上风电中得到广泛应用。
（华电（福建）风电有限公司福建福州 350000）摘要：基于气候变化和能源短缺的双重压力下，发展可再生能源势在必行。
而风能作为可再生能源取之不尽、用之不竭，这就使得海上风电具备比较好的发展前景。
同时，海上风电柔性直流输电也得到了国内外学者的青睐，但是传统DFIG风电变流器无法满足海上风电发展需求，此时就需要引进先进的变流器技术，以此来更好的推动海上风电发展。
关键词：海上风电；柔性直流输电；变流器近些年来，风电产业在我国技术和政策的支持下，得到了快速发展，而柔性直流输电不仅具备调节速度快，运行可靠等优势，而且还可以提高系统运行的稳定性，因此在海上风电中得到广泛应用。
柔性直流输电属于新型直流输电技术，其一般是指在绝缘栅双极晶体管和电压源换流器的基础上研发而来，系统具备理想的自关断电流能力。
在海上风电领域，为了充分发挥柔性直流输电的优势，还需要合理引进变流器技术，下面将会对其进行全面、系统的研究。
1.海上风电柔性直流输电概述在海上风电发展过程中，柔性直流输电技术得到了广泛应用，其具备可向无源网络供电、无需额外增加无功补偿设备、能实现输电系统无功功率与有功功率独立控制等优点，可以更好的满足长距离输电要求，因此成为海上风电首选技术。
目前，在国外柔性直流输电技术已经得到大面积的推广，并产生了比较理想的环保和经济效益。
如今，大多数海上风电厂电能直流输送选择了基于轻型高压直流输电背景下的发电机集中控制并网方案，如图1所示，通过升压变压器升压后，风力发电机传输的交流电通过交流海底电缆运输至公共交流母线上，而且此时的交流电通过送端直流输电变流器转化为直流电，并且通过轻型HVDC海底电缆传输至岸上受端换流站，最后通过受端直流输电变流器将其转化成交流电后传输至公共电网使用。
海上风电柔性直流输电关键设计技术
海上风电柔性直流输电关键设计技术摘要：针对海上风电柔性直流送出的关键设计技术，本文从系统设计、接线设计、关键设备选择、绝缘配合等几个领域进行了深入研究，阐述了柔性直流设计的核心设备配置方案及参数选取原则，为柔性直流设计的主要技术原则提供了技术积累。
关键词：柔性直流; 海上风电;设计技术引言海上风电作为中国风电发展的下一个至高点，是我国实现能源结构转型的重要手段。
与陆上风电相比，海上风电具有几个优点：风力大、风密度大、风力比较稳定；离负荷中心近，不需要长距离大容量的输电线路；节约资源、节约土地，是最具发展潜力的清洁资源之一。
2022 年以来，海上风电项目离岸距离随单机容量提升不断提升，海风项目深远化趋势明显。
针对深远海风电，传统高压交流送出受无功电流、充电电压、损耗等影响，在远距离高压大容量场景下受限。
而高压直流输电由于存在换流器的触发延⾓和关断⾓以及波形的⾓正弦，需要吸收⾓量的⾓功功率，其值约为换流站所通过的直流功率的40%~60%。
因⾓需要⾓量的⾓功功率补偿及滤波设备，需要大面积海上平台用于布置以上设备。
且常规直流系统存在换相失败的问题，需要强交流系统支撑，而海上风电难以满足。
再此背景下，柔性直流输电因其不需要无功补偿，可接入弱交流系统、无源系统，占地面积小等特点，在深远海风电中的优势逐渐显现。
1、柔性直流输电网络设计技术柔性直流输电系统从网络型式上常见的有：两端型、多端型及网络型。
两端型接线：点对点，或背靠背构成，送出端换流站与接收端换流站一一对应，两端型换流站也是目前应用最多的接线型式。
多端型接线：打破两端型一一对应的特征，可以实现一端送出，多端接收。
也可以实现多端送出，一端接收。
网络型接线：在多端型接线的基础上发展而来，可是实现多个送端站和多个接收站互联。
换流站常用接线型式有对称单极、对称双极+金属回线、对称双极+接地极等几种类型，接线示意如下图：图1 对称单极接线图2 对称双极+金属回线接线图3 对称双极+接地极接线2、换流阀设计技术相较于陆上换流站，海上换流站造价对换流阀设备的重量和体积更敏感；海上高湿度、高盐度环境，对换流阀设备防护设计要求更高；换流阀采用整体运输、安装抗震抗倾斜、运行抗振动的要求高；同时海上环境下检修对天气条件要求高，且窗口期较短，对换流阀可靠性要求高。
风电柔性直流输电控制策略的研究
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图２ Ｖ Ｃ 率 矢 量 图 Ｓ功
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图７ 电流解耦圈
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（ 直流电流动 态响应曲线 ａ ）ห้องสมุดไป่ตู้
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（） ｂ 直流电压动态响应曲线
图３三相柔性直流输电变流器主 电路拓扑图
Ｆ ｇ ｒ ｅ ｎ ｃｉ ｃ ｔ ｔ ｐ ｏ ｙ ｏ ｈ ｅ — ｈ ａ Ｉ ｘ． ｅ Ｈ Ｄ ｏ ｖ ｒ ｅ ｉ ｕ ｅ ３ Ｍ ｉ ｕｉ ｏ ｏＩｇ ｆ ｔ ｒ ｅ ｐ ａ ｅ ｆ ｅ ｂＩ Ｖ Ｃ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒ ｒ
网侧 滤波 电感 ，其 作用 是存 储 能量 ，实 现 能量在 电网和整 流桥 之 间的流 动 ；ｃ 直流 侧滤 波 为 电容 ，其作 用 是稳 定 直流 侧 电压 ，滤 除直 流 电压 脉 动成 分 。每个 单 元都 为 串联 结 构 的功
柔性直流输电技术研究与应用
柔性直流输电技术研究与应用近年来，随着电力需求不断增长和可再生能源的快速发展，电力系统正面临着更高的要求和挑战。
传统的交流输电系统在长距离传输和大功率输电方面存在诸多不足。
柔性直流输电技术应运而生，为电力系统的稳定运行和高效输电提供了新的解决方案。
1. 应用背景电力输送是实现能源供给的关键环节之一，而在远距离、大功率输电方面，交流输电系统的传输效率较低，并且存在丢失电能、系统稳定性差等问题。
而柔性直流输电技术则能够通过高压直流电流的传输，有效解决这些问题。
此外，柔性直流输电技术还可以实现对不同电力系统之间的互联互通，促进能源的资源共享和优化配置。
2. 技术原理柔性直流输电技术主要依赖于高压直流输电技术和变流器技术。
在柔性直流输电系统中，变流器起到了核心作用。
变流器通过将交流电转换为直流电，并通过控制开关，实现电流的调节和控制。
这种技术可以使输电系统具备可靠性、灵活性和可控性，更好地适应电力系统的需求。
3. 技术特点柔性直流输电技术有着诸多特点，这也是其被广泛研究和应用的原因之一。
首先，柔性直流输电系统具有高效率和长距离输电能力。
相比交流输电系统，柔性直流输电系统的输电损耗更小，能够实现大功率的长距离输电，为电力系统提供更好的供电保障。
其次，柔性直流输电系统具备较高的稳定性和可控性。
通过电压和电流的调节，柔性直流输电系统可以实现对电力质量的优化控制，提高电力系统的稳定性和可靠性。
此外，柔性直流输电技术还可以很好地适应可再生能源的接入和发电需求，促进清洁能源的利用和发展。
4. 研究进展目前，柔性直流输电技术已经得到了广泛的研究和应用。
在国际上，许多发达国家如美国、德国和日本等都在积极开展柔性直流输电技术的研究工作，并在实际运行中取得了较好的效果。
在中国，柔性直流输电技术也得到了快速发展。
例如，南送直流输电工程和华北直流输电工程等项目的建设和运行，为柔性直流输电技术的推广应用做出了示范和贡献。
此外，还有许多学术机构和企业在柔性直流输电技术的研发和应用方面取得了重要的进展。
大规模海上风电柔性直流输电技术应用现状和展望
结论与展望
本次演示通过对海上风电并网控制策略的研究，提出了一种基于柔性直流输 电系统的控制策略。该策略具有提高并网效率、增强适应性等优势，为海上风电 并网提供了新的解决方案。通过仿真和实验验证，策略在有功功率控制、无功功 率控制和稳定性控制等方面均表现出良好的性能。然而，该策略仍存在一定的局 限性，未来研究可针对以下几个方面进行深入探讨和完善：
2、海上风电并网技术
海上风电并网技术主要包括同步发电机组和电力电子变换器两种方案。同步 发电机组通过齿轮箱将风力发电机组的动力转化为电能，再通过变压器升压后接 入电网。电力电子变换器则直接将风力发电机组的电能转化为直流电，然后通过 逆变器转化为交流电并入电网。
三、存在的主要问题和不足
1、海上风电输电技术
一、研究背景与意义
海上风电作为一种清洁、可再生的能源，具有巨大的发展潜力。然而，海上 风电的输电与并网技术相较于陆上风电更加复杂。如何实现大规模海上风电的高 效、安全输电与并网，对于推动海上风电产业的发展具有重要意义。
二、大规模海上风电输电与并网 关键技术研究现状
1、海上风电输电技术
目前，海上风电输电技术主要涉及电缆输电和柔性直流输电两种方式。电缆 输电具有传输容量大、损耗小等优点，但电压等级受到限制，适用于近海风电场。 柔性直流输电则具有灵活性高、可靠性好等优点，适用于远距离、大规模海上风 电输电。
1、有功功率控制方面：通过对风电机组的有功功率进行精确控制，策略可 以有效提高风电场的输出功率和稳定性；
2、无功功率控制方面：策略通过调节机组的无功功率，可以有效提高电网 的稳定性，降低运行成本；
3、稳定性控制方面：通过对整个风电场进行建模和控制，策略可以显著提 高电网的稳定性，增强其对复杂环境的适应性。
海上风电柔性直流输电及变流器技术研究
建设 状况 ， 分析 了海 上风 电场 柔性 直流 输 电应 用技
术、 变流 器技 术特 点 、 术 关键 及 应 用 ， 合上 海风 技 结
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ４ ２ ０ Ｊ２ ， ０ ７
（ｕ ８ ） Ｓ ｍ． １
海上 风 电柔性 直 流 输 电及 变 流器 技 术 研 究
王志新 ， 李 响 ， 艾 芊 ， 解 大
（ 海 交通 大 学 电气工程 系， 海 ２ ０ ４ ） 上 上 ０ ２ ０
Ｒｅｅ ｒ ｈ ｏ ｆｈ ｒ ｉ ｄ Ｅｎｅ ｇ ｅ ｉ ｌ ｒ ｃ ｒ ｅ ｓ ａ ｃ ｎ Ｏｆｓ ｏ ｅＷ ｎ ｒ ｙ Ｆｌｘ ｂ ｅ Ｄｉｅ ｔＣｕ ｒ ｎｔ
摘
要 ： 简要 回顾 国 内外 海上 风 电场研 究 开发 与
高 、 流 强度 小 、 电机组 发 电量 多 、 能 利用更 加 湍 风 风 充分 ， 能量 收益 比沿 海 风能 资 源 丰富地 区陆地 风 其 机高 ２ ％－４ ％， 运 输 和 吊装 条件 优 越 ， 电机 ０ － ０ 且 风 组 单 机 容量 更 大 ， 年利 用 小 时 数 更 高 。经过 ３ ０多
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２０ ０ ７年 第 ２ 卷 第 ４期 ２ （ 总第 ８ 期 ） １
文 章 编 号 ： １ ０ —６４ （０ ７ ０ —０ １ ０ ５ ５ ８ ２ ０ ）４ ４ ３—０ ５
电 力 学 报
Ｊ ＯＵＩ ＡＬ Ｕ ＯＦ Ｅ ＣＴＲＩ Ｐ Ｃ ＯＷ ＥＲ
海上 风 电场 规划 基 于评 估 、 究 地 区 风 能 资源 ， 研 综 合考 虑 电力 需求 、 网方 法 和 系统状 况 ， 入 以及 地 质 、 地貌 、 道 、 航 鱼类 生产 等 因素 ， 综合 进行 技 术经 济分
柔性直流输电技术的现状及应用前景分析
柔性直流输电技术的现状及应用前景分析摘要：电力系统作为电力行业运转发展的重要环节，其自身输配电技术决定着电力系统整体运转的水平与质量。
而在现代科技水平不断提高的影响下，柔性直流输电技术替换了传统交流输电技术，并借助该技术的优势特点，提高电流输送的效率、质量及安全性，在另一方面，由于我国社会经济水平的不断提高，大量先进电气设备设施应用于人们工作生活中，对电能需求提高了要求标准，为此，有关部门需要组织各个电力企业单位，加强对输电技术的研发创新，在降低输送成本支出的同时，提高输送效率、距离及质量等，为社会整体发展奠定坚实基础。
下面主要对柔性直流输电技术的现状及应用前景进行分析探究。
关键词：柔性直流输电技术；应用现状；发展前景一、柔性直流输电技术的具体应用（一）应用于小型发电厂连通方面通常情况下，当柔性直流输电技术实际应用时，其首先可以应用于小型发电厂连通方面，其主要是由于这些电厂装机容量较小，且主电网与能源站之间存在较远的距离，在应用传统输电方式时，其电能输送效率较低，且电量较少，输送过程会产生较大的损耗。
而应用交流互联技术进行输电时，其成本消耗较大，影响电力企业的经济效益，为此，电厂工作人员可以借助柔性直流输电技术的应用，通过连接主电网，实现将数个分散的小型发电厂进行有效连接，在保障输电效率、质量、安全性、稳定性及可靠性的同时，避免传统并网问题的出现，为电力行业整体发展提供充分的促进作用[1]。
（二）应用于城市直流输配电网方面随着现代城市化进程的不断发展，城市内部人口数量增多，而土地资源日渐紧缺，在进行电能输送设计规划时，传统架空配电电路网的方式会占用大量的地面与空中空间资源，且线路极易受到自然气候、动植物及人为等因素的影响与破坏，由此而引起线路故障或电力火灾等问题。
为了避免这些问题的出现，电力工作人员可以加强柔性直流输电技术的应用，以柔性直流电缆对传统电缆进行替换，节省空间，同时提高电能输送的效率、质量与容量，满足城市整体用电需求。
柔性直流输电技术的应用探究
柔性直流输电技术的应用探究一、柔性直流输电技术的基本原理柔性直流输电技术是一种将交流电转换为直流电进行输送的技术，在输电过程中可以通过调节输电系统的电压和频率来适应电网负载的变化。
其基本原理是利用电力电子器件和高压换流器将交流电转换为直流电，然后通过高压直流输电线路进行输送。
在接收端利用相同的技术将直流电转换为交流电。
相比传统的交流输电技术，柔性直流输电技术具有更低的损耗和更高的输电效率，可以更好地应对电网的负载变化。
1. 柔性直流输电技术在远距离输电中的应用由于柔性直流输电技术的低损耗和高效率，它在远距离输电方面具有明显的优势。
传统的交流输电技术在长距离输电时会有较大的电力损耗，而柔性直流输电技术可以有效解决这一问题，使得电力输送更加经济高效。
在长距离输电的项目中，柔性直流输电技术得到了广泛的应用。
随着海上风电、海上太阳能等海洋能利用项目的发展，海底输电技术也越来越受到关注。
传统的交流输电技术在海底输电中存在电力损耗大、成本高等问题，而柔性直流输电技术可以很好地解决这些问题，使得海底输电更加可行。
目前，柔性直流输电技术已经在一些海上风电项目中得到了应用，并取得了良好的效果。
随着电力系统的不断升级和改造，柔性直流输电技术也得到了广泛的应用。
在电网升级中，柔性直流输电技术可以有效地提高电网的稳定性和安全性，同时还可以实现电网的智能化管理。
柔性直流输电技术在电网升级改造项目中具有很大的潜力。
1. 技术的不断创新随着技术的不断进步，柔性直流输电技术也在不断创新。
未来，随着新型的电力电子器件和高压换流器的不断发展，柔性直流输电技术将会变得更加高效和可靠。
柔性直流输电技术在控制和管理方面也将得到进一步的改进，以满足电力系统对于稳定性和灵活性的需求。
2. 应用范围的进一步扩大随着技术的不断成熟，柔性直流输电技术的应用范围也会进一步扩大。
除了在远距离输电、海底输电和电网升级中的应用外，柔性直流输电技术还可以在微电网、电力市场等领域发挥重要作用。
风电并网新技术——柔性直流输电详解
风电并网新技术——柔性直流输电详解“通俗地讲，在现有的电网中使用了柔性直流输电系统，相当于在电网中接入了一个阀门和电源，它不仅可以有效地掌握其上面通过的电能，隔离电网故障的集中，而且还能依据电网需求，自身快速、敏捷、可调地发出或者汲取一部分能量。
”中国电科院贺之渊博士介绍道，“这对优化电网的潮流分布，增加电网稳定性，提升电网的智能化和可控性，都具有肯定的作用。
”从技术上来说，柔性直流输电是以电压源换流器为核心的新一代直流输电技术，其采纳最先进的电压源型换流器和全控器件，是常规直流输电技术的换代升级。
相比于沟通输电和常规直流输电，在传输能量的同时，还能敏捷地调整与之相连的沟通系统电压。
具有可控性较好、运行方式敏捷、适用场合多等显著优点。
沟通并网的技术瓶颈目前，使用沟通并网是绝大多数风电场并网的选择。
但是风电场通过沟通并网目前普遍存在一些技术瓶颈：首先，使用沟通并网需要风电场和所连接的沟通系统必需严格保持频率同步，而风机对并网处沟通母线电压波动较为敏感。
现有运行阅历表明，沟通系统电压波动是风机退网的主要缘由之一。
其次，在沟通系统发生故障的状况下，风电场的稳定运行往往需要在母线出线端加装无功补偿装置，从而提高风场的故障穿越力量。
但这样一来加大了风电场投资，另外补偿装置对风机的最大风能捕获及风机掌握器本身，都有可能造成不利影响。
最终，对于海上风电场来说，假如使用沟通电缆连接，当电缆长度超过肯定数值后，需要很大的感性无功补偿装置，尤其是对于距离岸边较远的风电场来说，在线路中间进行无功补偿几乎没有可能。
而使用柔性直流输电电缆理论上没有距离限制，所以当超过肯定的等价距离后，一般大于50~100千米，使用直流并网是最合理的选择。
常规直流输电存问题常规直流需要所连沟通系统供应换相电压，比较简单发生换相失败的故障，这对于风电场来说大大降低了其平安稳定运行的力量。
常规直流在传输同样容量的功率时，比沟通和柔性直流输电方案的占地面积要大得多(两倍以上)，因此不适合风电场使用。
浅谈柔性直流输电在海上风力发电中的技术优势
浅谈柔性直流输电在海上风力发电中的技术优势摘要：本文通过研究柔性直流输电的基本技术原理及原理接线，将柔性直流输电与传统直流输电技术进行对比，并总结归纳柔性直流输电的技术优势及应用场景。
关键词：柔性直流；技术优势；对比引言国内海风资源丰富，开发资源充足。
中国拥有 300 多万平方公里的海洋面积，海岸线长度约为 1.8 万公里，沿途地区包括渤海湾地区、江苏地区、浙江地区、福建地区和广东地区等，几乎全部涉及经济发达省份，海上风资源技术开发潜力超过 35 亿千瓦，海上风电开发潜力巨大。
根据《中国风电发展路线图2050》显示，全国近海水深 5-50 米范围内、100米高度层的海上风能资源潜在开发量在 5 亿千瓦以上。
截至2022年底，海上风电累计装机容量达3051万千瓦，同比增长15.61%，预计2023年累计装机容量将达3470亿千瓦时。
2022 年以来，海上风电项目离岸距离随单机容量提升不断提升。
其中海缆招标项目中青洲一、二、四项目离岸距离分别约为 50、55、70km，离岸距离均已远超过 30km，海风项目深远化趋势明显。
相比陆上风电，海上风电的送出工程更为复杂。
风机的输出电压需要先通过35kV集电线路汇集至海上升压站，再经海上升压站并通过高压海底电缆接入陆上集控中心。
这意味着离岸距离越远的深远海项目，送出工程的成本越高，并且不同的送出方案也会影响项目的收益，所以对于开发业主来说，在成本与收益之间选择合适的送出方案至关重要。
海上风电的送出主要分为交流和直流两种方式。
交流送出系统相对简单，成本较低，但受输电距离、容量以及电压等级的限制，适用于容量较小的近海风电项目;直流送出则不受输电距离的限制，更适合离岸距离较远的大容量深远海项目。
由于目前国内并网的海上风电项目多位于近海浅水区域，所以交流输电的送出方式最为普遍。
有研究表明，对于离岸距离超过70公里、容量大于40万千瓦的海上风电项目，相比交流输电，柔性直流输电更具经济性和可靠性。
基于大规模海上风电柔性直流输电的探讨
基于大规模海上风电柔性直流输电的探讨摘要：面对全球气候变化与能源紧缺的双重压力，开发新能源已成为当务之急。
而且，风能是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，因此，在海洋中的风力发电具有较好的发展前景。
与此同时，海上风力发电的柔性直流输电也受到了国内外学者的广泛关注，然而，传统的 DFIG风力变流器已经不能适应海上风力发电的发展需要。
这个时候，就必须要引入一些先进的变流器技术，这样才能更好的促进海上风力发电的发展。
关键词：海上风电；柔性直流输电；变流器引言最近几年，在国家技术和政策的扶持下，风力发电行业有了很大的发展。
然而，柔性的直流输电具有快速、稳定的特点，在海洋风力发电领域具有广阔的应用前景。
柔性直流输电属于新型的一种输电技术，该技术在具体应用过程中能够实现自关断电流的能力。
能力，在研发过程中主要是在绝缘栅双极晶体管以及电压源换流器的基础上进行研发的。
在海洋风力发电中，为使柔性直流输电的优势得到最大程度的发挥，还必须适当引入变流器技术，本文将对其进行全面系统的研究。
1海上风电柔性直流输电概述在发展海洋风力发电的同时，柔性直流输电技术也得到了广泛的应用。
它具有直接供电给无源网络，不需要增加额外的无功补偿装置，能够实现输电网的有功和无功的独立调节，能够更好地适应远距离传输的需求，是近海风力发电的优先选择。
目前，该技术在国外已大规模普及，取得了较为理想的环境效益和经济效益。
目前，海洋上风电站的直流电力传输送大多采用以轻量化为基础的机组集控接入方式。
经过增压变压器增压之后，电流会在风电机组的作用下，经过交流海底电缆输送到相应的母线上，在此过程中交流点会在变流器的转换下成为直流电，并由一条轻便的 HVDC海底电缆传送到岸上的受端换流站，最终经受端直流变换器转换为交流电，送往公网。
2柔性直流输电变流器概述在海洋风力发电中，电能传输的方式是：按照一定的规则，将海洋风力发电机组排列成多个相互独立的组，然后将每一个组分别与海洋升压变电站相连接。
多端柔性直流输电的发展现状及研究展望
多端柔性直流输电的发展现状及研究展望摘要：多端柔性直流输电(VSC-MTDC)技术是指使用到多个电压源换流器的柔性直流输电技术，其不仅具有两端系统的所有特性，同时还可用于构建多个送电端、受电端的直流输电网络。
基于此，本文分析了多端柔性直流输电的发展现状及其应用前景。
关键词：多端柔性直流输电；发展现状；应用前景VSC-MTDC是一种先进的输配电解决方案，既可实现有功、无功功率的独立和快速控制，又能向无源网络系统供电。
在潮流反转时，直流电流方向反转而直流电压极性保持不变，容易构成多端柔性直流输电系统。
因其具有良好的特性，此技术可广泛用于交流电网同步和非同步互联、风电等清洁能源的接入、向孤立无源负荷供电等场合，具有广阔的应用前景。
一、多端柔性直流输电技术多端柔性直流输电技术是指使用到多个电压源换流器的柔性直流输电技术，其不仅具有两端系统的所有特性，同时还可用于构建多个送电端、多个受电端的直流输电网络。
多端柔性直流输电技术其自身的特点适用于风电、光伏等新能源并网、构建城市直流输配网等领域，因而近年来得到了越来越广泛的研究。
另外，多端直流输电系统在换流站之间连接方式的选择上，可分为保持各换流站之间直流电压相等或保持流过各换流站的直流电流相等两种形式；按结构的不同可将多端直流输电系统分为并联结构、串联结构、混合结构三种基本的连接形式。
二、VSC-MTDC发展现状我国虽然在柔性直流输电工程技术研究与应用方面起步较晚。
但从2006年开始，国内许多研究单位及时把握住了柔性直流输电技术发展的趋势，在基础理论研究、关键技术攻关、核心设备研制、试验能力建设、工程系统集成等方面取得了许多自主创新成果，通过近年来的快速发展，我国在柔性直流输电技术研究和工程应用等方面已达到世界先进水平。
在多端柔性直流方面，我国更是取得了巨大的成就，已有两项多端柔性直流输电工程：南澳多端柔性直流输电工程和舟山多端柔性直流输电工程。
南澳多端柔性直流输电工程是由南方电网公司建设的世界上第一个多端柔性直流输电示范工程，它由三个换流站并联构成，采用的是模块化多电平(MMC)技术，直流电压等级为±160kV，传输容量200MW。
海上风电场柔性直流输电换流站设计要点研究
201中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2020.04 （上）海上风电代表着风电技术领域的前沿和制高点，也是我国战略性新兴产业的重要内容。
我国可供开发的海上风能资源丰富，海上风电的开发利用不仅是风电产业向纵深发展的关键一环，也是带动我国相关海洋产业协调发展的有效途径，具有重要的战略意义。
根据欧洲海上风电的开发经验，呈现出整体装机容量不断壮大、单机容量不断扩大、离岸距离越来越远等特点。
我国已投运和在建的海上风电项目主要为近海和滩涂风电，均采用交流汇集交流送出方案，但随着远海风电的开发，装机容量和离岸距离进一步扩大，柔性直流输电送出方案将成为未来一段时期内海上风电并网的主流技术。
海上风电采用柔性直流输电的关键点在于海上换流站的设计，本文着重于海上换流站展开研究。
1 欧洲远海风电开发现状目前，海上风电并网建设方案主要有两种：交流送出方案、柔性直流送出方案。
交流送出方案在技术上比较成熟，海上平台建设难度较低，国内外均有运行业绩，但限制于海缆总长度和充电功率的影响，需要额定配置无功补偿装置，输送容量和输送距离受限，该方案适用于近海和滩涂海上风电开发，且装机容量一般小于400MW。
柔性直流送出方案不存在交流海缆充电功率的问题，无须额外的无功补充装置，适用于大容量、远距离的输送场合；同时，直流方案与交流电网相互独立，风电场故障对电网无影响，不会增加系统短路电流水平和电网保护整定值，在电网故障期间还能提供动态无功支撑，具有很强的故障恢复能力。
对于80km 以外的深远海海上风电开发，且容量一般大于400MW，一般采用柔性直流送出方案。
欧洲海上风电开发较早，技术相对较成熟，随着深远海海上风电项目的陆续开发，呈现出整体装机容量不断壮大、单机容量不断扩大、离岸距离越来越远等特点。
近几年，德国在建和投运的远海海上风电工程都采用了柔性直流送出的方案。
2 海上换流站的特点采用柔性直流输电的海上风电场与传统交流送出的海上风电场最大的区别在于用于安装庞大电气设备的海上换流站，海上风电场柔性直流输电换流站设计要点研究张勇，桑芝峰，于建忠（中广核工程有限公司，广东 深圳 518000）摘要：随着我国海上风电的发展，海上风电场离岸距离越来越远、规模越来越大，为了将远海风电场发出的电能长距离送至陆上电网，柔性直流输电技术将成为今后必备的选择。
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摘要： 简要回顾国内外海上风电场研究开发与 建设状况，分析了海上风电场柔性直流输电应用技 术、变流器技术特点、技术关键及应用，结合上海风 力资源情况，提出了海上风电柔性直流输电大功率 变流器设计开发技术关键，以及海上风电场电气输 送与并网技术等。 关键词： 近海风电场；柔性直流输电；变流器；风 力发电 中图分类号：ＴＰｌｌ文献标识码：Ａ
少了输电线路电压降落和电压闪变，有助于进一步 提高电能质量等。海上风电柔性直流输电系统大 容量变流器核心技术重要为ＡＢＢ、西门子公司拥 有，并在国外的大型海上风电场得以成功应用。我 国在柔性直流输电技术方面还处于跟踪与技术储 备阶段，国家电网公司已制定相应的实施计划，并 在福建（岛屿输电）、甘肃（大型风电场）、上海（城市 供电）建立应用示范。
图４三相柔性置流输电变流器主电路拓扑
４海上风电场电气输送技术 ４．１ 海上风电场并网技术
丹麦第一批商用近海风电场位于距离海岸１５ ～４０ ｋｍ的海域，水深５～１０ ｍ或１５ ｍ，风电场装 机在１２～１５万ｋｗ之间；近海风电场通过敷设海底 电缆与主电网并联，为了减少由于捕鱼工具、锚等 对海底电缆造成破坏的风险，海底电缆必须埋起 来。如果底部条件允许的话，用水冲海床（使用高 压喷水），然后使电缆置人海床而不是将电缆掘进 或投人海床，这种方式最为经济；近海风电场可能 与３０～３３ ｋＶ电压等级相联，每个风电场有１个３０ ～１５０ ｋＶ变电站平台和多台维修设备，与大陆的联 结采用１５０ ｋＶ电压等级。针对近海风电场距离主 电网很远特点，采用基于轻型ＨⅥ）Ｃ的发电机集中 控制并网和轻型ＨＶＤＣ的发电机分散控制并网方 式，并通过稳态及暂态分析，针对不同近海风电场， 辅助确定风电机组运行控制方式、并网点电压等 级，研究包含风电场的动态优化潮流，确定最优潮 流模型；针对风电场电压波动、闪变和谐波等电能 质量，采取无功、电压控制等方式，以改善风电场并 网运行电能质量。
经过３０多年的发展，近海风电技术正Ｅｌ趋成熟， 并开始进人大规模开发阶段。目前，已商业运行的风 力发电机组单机容量达５ ＭＷ，并网风力发电场规模 逐渐增大，大型风电场正从陆地向近海发展。２００６ 年近海风电累计装机７９．８２万ｋＷ，占全球风电总装 机容量１．５％，其中丹麦、英国、爱尔兰、瑞典和荷兰 等国家发展较快。欧洲规划到２０２０年，近海风电装 机达到２４０ ０００ ＭＷ，年发电量７．２×１０１０万Ｗ·ｈ，可 以满足１／３的欧洲用电量。欧洲风能协会预测，今后 １５ Ｙ近海风电将成为风电发展的重要方向，预计到 ２０１０和２０２０年，欧洲近海风电总装机容量将分别达
３．２柔性直流输电变流器主电路拓扑结构 图３所示柔性直流输电变流器基于ＩＧＢＴ和
ＶＳ，采用ＰＷＭ技术，其核心部件为两端的环流器 ——＿ＶＳＣ（图中虚线所包含部分）。送端和受端换 流器可采用相同的ＶＳＣ结构。ＶＳＣ使用具有高频 开断功能的ＩＧＢＴ器件，以ＰＷＭ控制方式对逆变 电路开关器件的通断进行控制，在两固定的直流电 压间快速切换来产生交流电压，并通过交流低通滤 波器从高频脉冲调制电压中得到期望的基波电压。 使用ＰＷＭ技术，可瞬时地改变交流输出电压的相 位与幅值，从而实现有功与无功的独立调节。经 ＰＷＭ逆变的交流电压可随控制系统的变化而变 化。图４所示柔性直流输电变流器的主电路拓扑
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｏｆｆｓｈｏｒｅ Ｗｉｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ
Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＷＡＮＧ Ｚｈｉ—ｘｉｎ，ＬＩ Ｘｉａｎｇ，ＡＩ Ｑｉａｎ，ＸＩＥ Ｄａ
（Ｄｅｐｔ．Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）
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．直流输电线
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图３柔性直流原理图
图２ Ｔｊａｅｒｅｂｏｒｇ ｍ程示意图
３．１主要研究内容与技术关键
主电路拓扑结构的研究，柔性直流输电变流器 的建模与分析，柔性直流输电变流器的电流控制， 系统控制策略研究，系统仿真平台的建立，在线监 测、故障自诊断技术等。变流器前端及后端的接口 要求，变流装置的容错冗余可靠性技术，电力电子 器件耐压问题解决方案，变流器的谐波抑制和提高 绝缘技术，高压在线监测、故障自诊断技术，高压变 流器的测试及试验技术，海上应用环境的解决方 案。ＡＢＢ、德国西门子公司大功率变流器产品在风 力发电行业具有代表性，德国ＳＭＡ公司的产品适 用于光伏并网发电；国内具有代表性的厂家包括合 肥阳光电源有限公司以及北京科诺伟业科技有限 公司，变流器主要针对低压６９０ Ｖ场合。
解大（１９６９一），男，黑龙江哈尔滨人，博士、副教授，主要研究方向为海上风电大功率变流器技术。
万方数据
４１４
电力 学报
２００７年
源和技术进行研究；１９９０—１９９８，欧洲级近海风电 场研究，并开始实施第一批示范计划；１９９１—１９９８， 中型近海风电场；１９９９—２００５，大型近海风电场并 开发大型风力机；２００５年以后，大型风力机和近海 风电场。
２）作为ＦＡＣＴＳ装置中的变流器。灵活交流输 电系统（ＦＡＣＴＳ）控制技术特有大功率、高速、精确 和连续特点，通过改变高压输电网的参数（相角、电 压、线路阻抗）及网络结构直接控制输电线路的电 压、潮流，代替传统的机械、电子和电磁控制方式， 使得交流输电系统的功率可控性高，降低系统网损 和发电成本，并大幅度提高系统的稳定性和可靠
２０世纪７０年代初，部分欧洲国家提出利用海 上风能发电设想。海上风电的优点主要是不占用 宝贵的土地资源，机位选择空间大有利于选择场 地，受环境制约少，基本不受地形地貌影响，风速
高、湍流强度小、风电机组发电量多、风能利用更加 充分，其能量收益比沿海风能资源丰富地区陆地风 机高２０％－－４０％，且运输和吊装条件优越，风电机 组单机容量更大，年利用小时数更高。经过３０多 Ｙ的发展，海上风电技术正日趋成熟，并开始进入 大规模开发阶段，２００６年海上风电累计装机已超过 ９０万ｋＷ，占全球风电总装机容量１．２１％。其中， 丹麦、英国、爱尔兰、瑞典和荷兰等国家发展较快。 但是，海上风电的建设成本是陆上风电的２～３倍， 需要解决的技术关键包括海上风电场风能资源测 试与评估、风电场选址、基础设计及施工、风电机组 安装、输电系统及电网接入等。其中，海上风电场 场址选择包括宏观海上选址和微观选址２个方面， 海上风电场规划基于评估、研究地区风能资源，综 合考虑电力需求、入网方法和系统状况，以及地质、 地貌、航道、鱼类生产等因素，综合进行技术经济分 析，达到最优规划目的。
到１ ０００万ｋＷ和７ ０００万ｌ州。
我国上海东海大桥１０万ｋＷ近海风电场，安装 ３ ＭＷ风电机组，计划在２００９年完成；上海还规划 建设海上风电场：奉贤海上风电场１０万ｋＷ，南汇 大型海上风电场４０万ｋＷ，奉贤大型海上风电场３０ 万ｋＷ，横沙大型海上风电场２０万ｋＷ，累计１１０万 ｋＷ；已规划在浙江慈溪、临海、岱山，江苏盐城、山 东青岛建设近海风电场，累计装机超过２００万ｋＷ， 其中，浙江岱山近海风电场（２０万ｋＷ），浙江杭州 湾近海风电场（１００万ｋＷ），江苏如东（２０万ｋＷ）， 江苏东台（２０万ｋＷ），河北黄骅（２０万ｋＷ），广东南 澳（２万ｋｗ）。２００７年，渤海油田海上风力发电示 范电站，安装１台１ ５００ ｋｗ机组，位于渤海辽东湾 南部海域绥中３６一ｌ油田，距海岸约４６ ｋｍ，通过约５ ｋｍ长的海底电缆输送至油田独立电网，与现有４ 台双燃料透平机组组成互补系统。
万方数据
第４期
王志新等：海上风电柔性直流输电及变流器技术研究４１５
用ＨＶＤＣ联网，降低网损耗，改善电能质量等。
结构，其中：ｅ。，ｅｂ，ｅｃ为三相电源电压瞬时值，ｉ。，ｉｂ， ｉ。为三相输入电流瞬时值，Ｌ。为网侧滤波电感，Ｒ。
为滤波电感寄生电阻，Ｃｄ。为直流测滤波电容，Ｔ１～ Ｔ６为整流器功率开关。
性。变流器应用于电力系统，将推动ＦＡＣＴＳ装置
的发展，如ＵＰＦＣ，ＳＴＡＴＣＯＭ，ＡＰＦ，ＳＳＳＣ等装置 的进一步完善和缩短研制周期，确保电力系统灵活 运行和提高电能质量。 ２．２海上风电场柔性直流输电系统应用示范
柔性直流输电技术的特点是输送３５０ ＭＷ以 下容量具有优势，直流最高电压等级达到１５０ ｋＶ， 充分体现了柔性直流输电的优越性。ＡＢＢ至今已 在全球范围内成功实施了１２项输电工程（额定容 量１ ４１２．２ ＭＷ），其中，５个用于海上风电柔性直流 输电工程（总额定容量１８２．２ ＭＷ），其他还包括电 网互联等。用于海上风电柔性直流输电的商业化 运行代表性工程包括：图１所示哥特兰岛（Ｇｏｔｌａｎｄ） 工程，于１９９９０６连接瑞典哥特兰岛北部和维斯比 城的柔性直流输电传输线工程投入运行；图２所示 Ｔｊｍｅｂｏｒｇ工程，丹麦ＥＬＴＲＡ公司在Ｔｊａｅｅｂｏｒｇ建设 的最大传输容量为７．２ ＭＷ的柔性直流输电示范 工程，并于２００００９正式投运。
２海上风电场柔性直流输电应用ｂ副 ２．１ 柔性直流输电变流器应用领域
以电压源换流器（ＶＳＣ）和绝缘栅双极晶体管 （ＩＧＢＴ）为基础的轻型ＨＶＤＣ，把ＨＶＤＣ的经济容 量延伸到了几ＭＷ到几百ＩＶｌＷ。
１）用于海上风电场柔性直流输电系统。轻型 ＨＶＤＣ系统具有常规ＨＶＤＣ的优点，还可直接向小 型孤立的远距离负荷供电，更经济地向市中心送 电，便于连接分散电源，运行控制方式灵活多变，减
上海风电场电气方案的选择应根据海上风场 的风力资源情况、特点，选定风力发电机组的类型。 根据风电场的最终装机容量和风电场在电网中所
３海上风电场柔性直流输电变流器研究开 发眦６］
电气传输技术是海上风电场涉及关键技术之 一，具体实施过程为通过将海上风电机组按一定规 律排布，串联在一起形成若干独立的组，分别与近 海升压变电站相连接，如３５ ｋＶ／１５０ ｋＶ，还开发专 用的硅树脂冷却变压器，密封性好，无需特殊外壳 就能够在恶劣环境（潮湿和盐雾）中运行；同时，采