柔性直流输电技术-徐政等
柔性直流输电技术综述
柔性直流输电技术综述徐 政，陈海荣，潘武略，张静，张帆，常勇(浙江大学电机系，浙江省杭州市 310017，hvdc@)摘要：本文详细介绍了柔性直流输电的系统结构、基本工作原理和技术特点；总结了ABB公司几个典型应用工程的相关技术参数及其技术发展现状；重点分析了在工程应用中，柔性直流输电的关键技术及需要重点研究的几个方面的基础理论问题。
1 引言自1954年世界上第一个直流输电工程（瑞典本土至Gotland岛的20MW、100kV 海底直流电缆输电）投入商业化运行至今，直流输电系统的换流元件经历了从汞弧阀到晶闸管阀的变革。
然而，由于晶闸管阀关断不可控，使目前广泛采用的基于晶闸管的电流源型高压直流输电技术具有以下固有缺陷：①只能工作在有源逆变状态，且受端系统必须有足够大的短路容量，否则容易发生换相失败；②换流器产生的谐波次数低、容量大；③换流器需吸收大量的无功功率，需要大量的滤波和无功补偿装置；④换流站占地面积大、投资大。
因此，基于晶闸管的电流源型直流输电技术主要用于远距离大容量输电、海底电缆输电和交流电网的互联等领域。
随着能源紧缺和环境污染等问题的日益严峻，国家将大力开发和利用可再生清洁能源，优化能源结构。
然而，随着风能、太阳能等可再生能源利用规模的不断扩大，其固有的分散性、小型性、远离负荷中心等特点，使得采用交流输电技术或传统的直流输电技术联网显得很不经济。
同时海上钻探平台、孤立小岛等无源负荷，目前采用昂贵的本地发电装置，既不经济，又污染环境。
另外，城市用电负荷的快速增加，需要不断扩充电网的容量，但鉴于城市人口膨胀和城区合理规划，一方面要求利用有限的线路走廊输送更多的电能，另一方面要求大量的配电网转入地下。
因此，迫切需要采用更加灵活、经济、环保的输电方式解决以上问题。
随着电力电子器件和控制技术的发展，换流站采用IGBT、IGCT等元件构成电压源型换流站（Voltage Source Converter，VSC）来进行直流输电成为可能。
柔性直流换流站直流保护分区及配置研究
柔性直流换流站直流保护分区及配置研究摘要：针对柔性直流输电系统换流站保护系统重要性进行分析，研究直流保护策略，根据换流站内一次主设备的接线结构进行保护区域划分并研究出直流保护配置方案。
研究表明该配置方案以很好的保护系统安全运行，维持系统功率传输。
关键字：柔性直流输电系统；保护策略；保护分区；直流保护配置1 前言基于电压源换流器的柔性直流输电系统(Voltage source converter High voltage DC system VSC-HVDC)，主要由换流站、直流输电线路、交流电网和风电场（或无源负载）所组成[1-2]。
由于柔性直流输电系统控制的灵活性使得其在电网的输电方式中有广阔的应用前景[3]。
柔性直流换流站直流保护在整个换流站保护系统中最核心的保护，直流保护的配置关系到整个换流站的安全运行。
直流系统保护至少应双重化配置，各重保护之间在物理上和电气上应完全独立任意一重保护因故障、检修或其他原因而完全退出时，不应影响其他各重保护。
本文研究了直流保护策略，根据换流站内一次主设备的接线结构进行保护区域划分并研究直流保护配置方案。
2 直流保护策略直流系统发生故障后应尽可能减小故障影响范围，其保护策略主要有[4-5]：(1)报警和启动录波对于不影响正常运行的故障的首要反应措施是通过报警来告知运行人员出现问题，但系统仍然保持在正常运行状态。
使用灯光、音响等方式，提醒运行人员，注意相关设备的运行状况，采取相应的措施，自动启动故障录波和事件记录仪器，便于识别故障设备和设备故障原因。
(2)闭锁触发脉冲闭锁换流器的触发脉冲，可以分为暂时闭锁和永久闭锁。
当某一相暂态电流超过限制时，暂时停止向相对应的子模块发送触发脉冲；当电流恢复到安全范围时，重新向子模块发送触发脉冲。
永久闭锁意味着严重故障时，向所有的子模块发送切断控制脉冲的指令，所有的子模块停止运行。
如阀冷却系统故障时，应该永久闭锁触发脉冲。
(3)交流断路器跳闸跳开连接变交流断路器开关，中断交流网络和换流站的连接，防止交流系统向故障点注入电流。
向无源网络供电的MMC型直流输电系统建模与控制
向无源网络供电的MMC型直流输电系统建模与控制管敏渊;徐政【摘要】模块化多电平换流器(MMC)是一种适合用于电压源换流器型高压直流输电(VSC-HVDC)的多电平电压源换流器拓扑.本文分析了向无源网络供电的MMC 型VSC-HVDC的系统结构和工作原理,给出了MMC型VSC-HVDC通用的换流系统和受端交流系统的数学模型,据此建立了无源逆变的内环电流和外环电压的双闭环控制系统.通过给定无源逆变的同步相位,保证了供电频率的不变性.在PSCAD/EMTDC中搭建了向无源网络供电的MMC型VSC-HVDC仿真系统,对有功和无功负荷增加以及交流电压抬升等三种工况进行了仿真研究.仿真结果表明所设计的控制器可以实现快速精确的电压电流反馈控制,具有良好的稳态精度和暂态响应特性,能够向无源网络提供高质量的电能供应.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2013(028)002【总页数】9页(P255-263)【关键词】模块化多电平换流器;电压源换流器型高压直流输电;无源网络;矢量控制;双闭环【作者】管敏渊;徐政【作者单位】浙江大学电气工程学院杭州 310027;浙江大学电气工程学院杭州310027【正文语种】中文【中图分类】TM7211 引言基于晶闸管的传统直流输电技术需要借助外部电源实现换相，因此无法向无源网络供电[1]。
这是传统直流输电的重要技术缺陷。
电压源换流器型直流输电技术，也称为柔性直流输电技术，是新一代的直流输电技术。
VSC-HVDC采用可关断器件，无须借助外部电源实现换相，可以向无源网络供电，从而拓展了直流输电技术的应用领域[2-5]。
随着国民经济的发展，向城市中心和海上孤岛等无源负荷供电以及间歇型分布式能源系统并网的需求日益增加。
在实际工程方面，ABB公司的 Troll A VSC-HVDC工程已于2005年投运，用于向海上油气平台提供低成本、高可靠性的清洁电能，取得了很好的经济技术效果[6]；另外，该公司的Valhall等多个类似的工程也正在建设当中[7]。
(完整版)柔性直流输电技术
柔性直流输电与常规直流比较
高压直流输电（LCC-HVDC）
柔性直流输电（VSC-HVDC）
晶闸管
相位角控制
晶闸管通过脉冲信号控 制开通，但不能控制关断 ，电网换相。当承受电压 反向时，自动关断。
开关频率50/60 Hz
IGBT或其他可关断功 率器件
脉宽调节控制
可关断器件，可以通 过控制信号关断，完全 可控，自换相。
DC
技术内容
关注点
14
功率器件的开通和关断过程
门极控制电压 导通电流
• 导通和关断由门极信号控制 • 导通和关断过程快速，但非
理想 • 导通和关断存在尖峰电流和
电压
集电极和发射 极电压
实际关断和导通波形
15
功率器件的发展
半控器件
• 开通可控 • 关断不可控
全控器件
• 开通可控 • 关断可控
IGBT/IEGT
GTO和IGCT
GTO
IGCT
集成门极
缓冲层 透明阳极 逆导技术
• 最早的全控器件 • 开关频率低，已很少使用
• 上海50MVAr STATCOM
采用IGCT
19
• 目前只有ABB公司供应
IGBT IGBT和PP IGBT(IEGTP)P IGBT(IEGT)
电子注入增强 低导通电压降 宽安全工作区
• 模块塑封 • 应用最广的全控器件 • 三菱、英飞凌、日立、
ABB等多个供应商
• 压接式封装，双面散热
• 失效后处于短路状态
• 主要供应商有东芝、ABB和
Westcode
20
模块式封装(PMI) 功率器件封装模式
技术成熟 安装工艺简单 器件制造商多 损坏时可能发生爆炸 串联不易实现 器件容量相对较小
柔性直流输电技术简述
柔性直流输电技术介绍1引言柔性直流输电技术（Voltage Sourced Converter,VSC）是一种以电压源变流器、可关断器件（如门极可关断晶闸管（GTO）、绝缘栅双极晶体管（IGBT））和脉宽调制（PWM）技术为基础的新型直流输电技术。
国外学术界将此项输电技术称为VSC-HVDC，国内学术界将此项输电技术称为柔性直流输电，制造厂商ABB 公司与西门子公司分别将该项输电技术命名为HVDC Light和HVDC Plus。
与传统基于晶闸管的电流源型直流输电技术相比，柔性直流输电技术具有可控性高、设计施工方便环保、占地小及换流站间无需通信等优点，在可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、城市电网供电等方面具有明显的优势。
随着大功率全控型电力电子器件的迅速发展，柔性直流输电技术在高压直流输电领域受到越来越广泛的关注及应用。
传统的低电平VSC具有开关频率高、输出电压谐波大、电压等级低、需要无源滤波器等缺点，而且存在串联器件的动态均压问题；多电平变流器提供了一种新的VSC实现方案。
它通过电平叠加输出高电压，逼近理想正弦波，输出电压谐波含量少，无需滤波设备。
自1997年赫尔斯扬试验工程投入运行以来，柔性直流输电技术迅速发展，目前已有13项工程投入商业运行，最高电压等级已达±200kV，最大工程容量达到400MW，最长输电距离为970km。
通过各个领域专家的不断创新和工程建设运行经验的不断积累，柔性直流输电技术作为一种先进的输电技术已具备大规模应用的条件。
图1两端VSC-HVDC系统典型结构图2008年12月，“柔性直流输电关键技术研究与示范工程”作为国家电网公司的重大科技专项正式启动。
该工程联接上海南汇风电场与书院变电站，用于上海南汇风电网并网，是中国首条柔性直流输电示范工程。
该工程由中国电力科学研究院开发，负责接入系统设计、设备供货及工程实施等工作。
2柔性直流输电技术的研究现状2.1高压大容量电压源变流器技术2.2.1模块化多电平变流器（Modular Multilevel Converter,MMC）模块化多电平变流器可以有效降低交流电压变化率，其拓扑结构如图2所示。
对柔性直流输电技术的相关要点分析
对柔性直流输电技术的相关要点分析摘要:柔性直流输电是有广泛应用前景的输电技术，而且也有比较先进的技术。
能够在国家能源结构方面进行调整，让区域能源实现互联发展。
能够进行自换相，如果没有换相失败的时候，也可以向弱交流系统供电。
如果缺乏无功补偿，可以设置常规直流的补偿功率为50%到60%，另外，整个占地面积比较大。
有比较低的谐波水平，这也决定了柔性直流输电，也不会有更多的滤波。
如果在海上风电和海上石油平台方面也会有大的发展。
由于电的波动性也会比较大，也会有比较强的间歇性，针对调整这些间歇性的问题，可以更快的去调节能量。
针对柔性直流输电技术的特点和发展现状问题，也总结出了柔性直流输电技术的应用领域，更好地对未来柔性直流发电技术发展前景进行了分析。
关键词:柔性直流输电；技术要点；技术分析柔性直流输电能够构成多端直流电网，而且也不需要去改变直流的电压极性，如果只改变直流电压的方向，可能在常规反送的时候去改变电压，对于柔性直流输电并不用改变电压方向和电流方向，因此构成了直流网和只是电流调节。
对于直流电网的实际意义是要实现能量流的双向流动与双向控制，并且提高大功率电力电子性能，从而保证能量流自动调节，这种设计也比较小型化。
一、柔性直流输电的现状优势目前，人们越来越重视以晶闸管换流器为核心的高压直流输电技术。
柔性直流输电的主要优势是可以降低高压输电走廊的建设成本，并且对相位交流电网的柔性进行关联，让负荷中心可以进行远距离大功率的输电。
常规直流输电技术有非常多的优势，柔性直流输电技术也有其独有的特点。
1.孤岛特性常规高压直流输电技术要求受端电网是强电网，受端电网应当提供电压作为支撑方，从而保证输电的稳定性。
在一开始建设常规直流电的时候，由于交流电网容量会比较大，高压直流输电一般都是作为小部分来进行补充，没有比较明显的问题。
我国新能源建设都得到了蓬勃发展，新能源需要借助直流线路输到东部负荷中心，交流端容量无法更好地支撑大量的直流线路输入。
采用中频不控整流直流系统的远海风电送出方案
采用中频不控整流直流系统的远海风电送出方案张哲任，唐英杰，徐政(浙江大学 电气工程学院，浙江 杭州 310027)摘 要：远海风电场具有更加丰富和稳定的风能资源，是未来风电发展的主要趋势，目前远海风电主要通过柔性直流系统并网。
整流侧采用二极管不控整流单元（diode rectifier unit, DRU ）具有明显的经济优势和发展前景，是学术界和工业界的研究热点。
为了进一步提高远海风电送出系统的经济性，以整流侧采用DRU 的高压直流输电系统为基本拓扑，提出采用中频不控整流直流系统的远海风电送出方案，通过把风电场交流电网的运行频率选为100~400 Hz ，可以大幅度减小升压变压器和交流滤波器的体积和重量。
同时，提出适用于中频不控整流直流系统的风电机组控制策略，其中，机侧换流器采用定直流电压控制，网侧换流器在全局统一参考坐标系下同时实现定功率控制和定交流侧电压控制。
最后，通过PSCAD/EMTDC 进行算例仿真，对所提方案的可行性进行验证。
关键词：远海风电；中频风电场；构网型换流器；二极管不控整流单元；全局统一参考坐标系DOI ：10.11930/j.issn.1004-9649.2020050850 引言目前已投运的近海风电场绝大多数通过工频交流系统送出[1-2]。
通常认为，大容量远海风电场采用工频交流系统送电存在3种问题[3]：（1）相比直流系统送出，交流海缆的造价和功率损耗较大；（2）海底电缆线路存在明显的电容效应，较长距离的交流传输实际上并不现实；（3）交流电网的故障将直接影响风电场的运行，对交流电网及风电场的可靠性不利。
根据已有研究成果，在海上距离超过90 km 且风电场容量＞100 MW 的场景下，风电场采用高压直流并网是较为合适的方案[4]。
截至目前，已投产的远海风电场多采用纯柔性直流系统送出[5–7]，然而现有技术条件下柔性直流输电系统存在成本较高等缺陷。
为了降低远海风电送出系统的成本，近年来低成本换流器的研究越来越受到学术界和工业界的关注。
用于海上风电并网的柔性直流系统接地方式研究
用于海上风电并网的柔性直流系统接地方式研究傅春翔; 汪天呈; 郦洪柯; 徐雨哲; 徐政; 杨林超; 张哲任【期刊名称】《《电力系统保护与控制》》【年(卷),期】2019(047)020【总页数】8页(P119-126)【关键词】柔性直流输电系统; 海上风电场; 接地方式; 模块化多电平换流器; 过电压【作者】傅春翔; 汪天呈; 郦洪柯; 徐雨哲; 徐政; 杨林超; 张哲任【作者单位】中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州 310014; 浙江大学电气工程学院浙江杭州 310027【正文语种】中文近年来，为减少化石资源的消耗和防治生态环境污染，我国大力支持发展新能源发电产业，如光伏发电、风力发电等。
目前风力发电在我国电力总装机中的比重已超过7%，成为仅次于火电、水电的第三大电力来源。
其中海上风力资源优质、丰富，且远离居民生活作业区，对环境影响较小，因而更是受到众多开发者的关注[1-2]。
到2017年4月，中国海上风电核准项目容量817万kW，并网容量148万kW，位列全球第三位，仅次于英国和德国。
随着海上风电政策的明确，建设成本的持续优化以及配套产业的日渐成熟，我国海上风电在“十三五”期间迎来了加速发展期。
海上风电的并网方式主要可分为交流并网和直流并网两种类型，当离岸距离超过90 km且风电场容量大于100 MW时，风电场采用高压直流并网更为合适[3-6]。
其中，基于电压源换流器的柔性直流输电(Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current, VSC-HVDC)技术，具有控制灵活，不需要电网提供换相电压，可以为风电机组提供同步交流电源支撑等优势，是一种极为适合海上风电并网的输电技术。
采用柔直技术能够节省海上平台空间，减弱风电波动性，目前已经投运的远距离大容量风电场均采用柔性直流输电技术作为并网方案[7-10]。
现有国外海上风电采用柔性直流送出的工程中，均采用对称单极结构的两端直流输电系统，这种结构的柔直系统在直流侧没有中性极线，因此需要另外的接地结构为柔直系统提供零电位参考点。
浅谈柔性直流输电技术
浅谈柔性直流输电技术摘要：柔性直流输电技术是应用开通和关断均可控制的新型电力电子器件(如IGBT),具有两个控制自由度，不需要无功补偿,不依赖交流系统进行换相，确保电能质量和电网安全稳定性要求的一种直流输电技术。
关键词：输电技术柔性直流思考国际大电网会议和美国电气与电子工程师协会于2004年将可关断器件(IGBT)和脉宽调制（PWM）技术为基础的直流输电技术，正式命名为“VSC-HVDC”，即“电压源换流器型直流输电”。
2006年5月，中国电力权威专家将基于电压源换流器技术的直流输电统一命名为“柔性直流输电”。
1．柔性直流输电技术在国内的发展早期的柔性直流输电是采用两电平或三电平换流器技术，存在谐波含量高、开关损耗大等缺陷。
随着电压等级和容量的不断提升，缺陷越来越突显，难以逾越两电平或三电平技术的瓶颈。
因此，两电平或三电平技术主要用于较小功率传输或一些特殊场合的应用。
随着电力电子技术的发展，柔性直流输电技术作为新型的输电技术，使目前交直流输电技术的诸多问题得以解决，为输电方式变革和构建未来电网提供了崭新的解决方案。
柔性直流输电技术在我国直流工程得到快速发展。
柔性直流技术的生命力是可控性，它可以通过模块的重组实现多种功能。
柔性直流技术不是中国首创。
但在发展中，中国实现了柔性直流技术在多端、特高压、柔直电网等工程中的应用。
2020年7月昆柳龙直流工程在世界上首次采用特高压多端直流系统，创造17项世界第一，第一个±800千伏特高压柔性直流输电工程、第一个单站容量最大的柔性直流输电工程、第一个具备架空线路故障自清除及再启动能力的柔性直流输电工程等。
通过在主电网应用、掌握特高压多端柔性直流技术，推动了柔性直流技术的进步，终将为未来电网技术发展起到核心作用，是中国电力对世界电力技术发展做出的贡献。
作为世界上首个多端柔性直流工程，它将柔性直流技术带入了一个新时代。
标志着我国直流输电工程技术再上一个新台阶。
高压直流输电系统换流器技术综述
高压直流输电系统换流器技术综述内蒙古通辽市028000摘要：作为高压直流输电核心设备的换流器容量大、可控性强，且对可靠性的要求高。
基于此，本文探讨了高压直流输电系统的换流器技术。
关键词：高压直流输电系统；电容换相换流器；模块化多电平换流器高压直流(HVDC)输电以其在长距离大容量输电、海底电缆输电和非同步联网等领域的独特优势得到了广泛应用，而其核心设备是换流器，它是影响HVDC系统性能、运行方式、设备成本及运行损耗等的关键因素。
一、高压直流输电高压直流输电(HVDC)是利用稳定的直流电具有无感抗，容抗也不起作用，无同步问题等优点而采用的大功率远距离直流输电，输电过程为直流。
高压直流输电技术被用于通过架空线和海底电缆远距离输送电能；同时在一些不适于用传统交流联接的场合，它也被用于独立电力系统间的联接。
世界上第一条商业化的高压直流输电线路1954年诞生于瑞典，用于连接瑞典本土和哥特兰岛，由ABB集团完成。
二、电容换相换流器电容换相换流器是在常规晶闸管换流器与换流变压器间串联电容形成的。
换相电容电压近似为梯形波，该电压与换流变压器阀侧电压叠加，使换相电压相位后移，从而使换流阀的关断角增大。
直流电流越大，换相电压后移越多，关断角越大。
同理，换流母线电压降低时，换相电容上的电压成正比地减小，换相角变化不大，关断角变大。
即使换流母线电压瞬时降到接近于零，也有可能成功换相，因换相电压可全部由换相电容的端电压提供。
因此CCC逆变器在直流电流升高和换流母线电压降低时，引起换相失败的可能性减小。
CCC的控制与常规12脉动换流器相似，只是由于CCC仅装设了小容量的无功补偿设备及交流滤波器，因此只需调节自调谐滤波器的可控电抗器，即可抑制交流谐波，同时满足CCC吸收少量无功的需求。
CCC的优点是：1)逆变器换相失败的发生率大为减少；2)消耗的无功功率降低，无功补偿需求减小；3)单极或双极故障紧急停运时，换流站甩负荷过电压倍数下降；4)换流阀短路电流峰值降低，可降到常规电网换相换流器的一半以下。
深远海风并网三种输电技术比较
深远海风并网三种输电技术比较利用远海风能是海上风电未来发展的重要趋势，德国、英国等海上风电大国都已布局深远海域风电项目。
欧洲、美国及日本远海风电可开发资源储量丰富，并且占海上总可开发资源的比例均超过60%。
从风资源分布上来看，根据国家气候中心研究结果显示，我国海域5~50米水深、70米高度海上风能储量约5亿千瓦，而50米水深以上的深水区域风能储量约为13亿千瓦，占比超过60%，远高于浅水区域。
（按照国际通用惯例以及实际工程经验，一般认为水深大于50米为深海风电，场区中心离岸距离大于70千米为远海风电）。
全球远海风电储量与近海风电场相比，深远海风电场的送出通道与并网方式面临更严苛的要求。
大容量海上风电远距离送出是深远海风电开发利用的关键环节。
目前主要有三种输电技术可以实现海上风电并网：高压交流（high voltage alternating current, HVAC）送出、高压直流（high voltage direct current, HVDC）送出以及分频输电（fractional frequency transmission system,FFTS）送出技术。
HVAC的海上风电送出基于高压交流输电技术（HVAC）的海上风电送出方案仍然是目前并网的主要方式。
海上风机输出工频电能经海上升压站汇集升压后，由工频交流电缆送出并最终接入陆地电网。
海上风电HVAC并网方式工频高压交流送出方式结构相对简单、技术成熟、工程经验丰富，但由于电缆充电电流和充电功率的限制，传输距离有限，且电压等级越高，充电电流越大，一般只适用于离岸小于70 km、容量小于400MW的近海风电场送出。
在电缆两端进行无功补偿是延长电缆输送距离的有效手段之一，但技术上由于电缆载流量的约束，无功补偿容量有限。
若想进一步延长输送距离，需要换用截面积更大的电缆或在海上增设无功补偿站进行中端补偿。
目前世界上采用HVAC并网且离岸最远的海上风电场是位于英国北海地区的Hornsea ProjectOne。
MMC柔性直流输电系统电磁暂态仿真建模
2021.13科学技术创新MMC 柔性直流输电系统电磁暂态仿真建模黄贤睿（华北电力大学，北京102206）1概述随着传统化石能源的日益枯竭及其带来环境问题的日益加剧，世界各国逐渐将关注点转移到风能、太阳能等新型可再生能源的开发利用上[1]。
在全球大力开发新能源的大背景下，柔性直流输电技术凭借其独特的技术优势，逐渐进入人们的视野。
柔性直流输电不存在换相失败问题，可靠性与稳定性相较于传统的直流输电技术有大幅提升[2]。
同时，柔性直流输电技术可以四象限运行，运行方式灵活多变。
柔性直流输电可以方便地构成直流电网，使其非常适用于新能源的大规模接入和并网。
与交流输电和传统直流输电技术相比，柔性直流输电技术在跨区域大容量输电、可再生能源并网、孤岛供电、城市负荷中心供电等领域具有显著优势，逐渐成为构建新一代智能电网的关键技术，引起了世界各国学者的广泛关注[3]。
针对柔性直流输电技术的研究中，搭建柔直系统的电磁暂态仿真模型是非常重要的一步。
在仿真模型的基础上，可以进一步对柔直系统的接线方式、控制策略、运行特性等展开深入研究。
目前，matlab/simulink 、PSCAD/EMTDC 等软件中均包含有柔性直流输电相关的模块组件，能够支持针对柔性直流输电系统的大规模快速仿真工作。
柔直系统中，MMC 作为换流站的重要主设备，结构复杂，含有大量子模块，且每时每刻均处于开关动作中。
目前针对MMC 搭建的电磁暂态模型主要可以分为详细模型和等效模型两类[4]。
详细模型是在软件中以IGBT 、二极管、电容等元件根据MMC 实际物理结构搭建而成，可以准确地反映MMC 中每个元件的工作过程，准确性高，但由于结构复杂，元件数量多，仿真速度很慢，不适用于进行大规模柔直系统的仿真。
等效模型中，加拿大曼尼托巴大学GOLE 教授1992年提出的基于戴维南等效原理的MMC 模型[5]，既可以准确反映子模块充放电过程，又具有仿真速度快的优点，是目前柔直系统仿真建模中广泛使用的模型。
基于二极管不控整流单元的远海风电低频交流送出方案
基于二极管不控整流单元的远海风电低频交流送出方案唐英杰，张哲任，徐政(浙江大学 电气工程学院，浙江 杭州 310027)摘 要：远海风电场凭借其丰富稳定的风能资源成为未来风电发展的主要趋势。
目前已投运的远海风电送出工程大多采用柔性直流输电技术，其投资成本较高。
为此，提出一种基于二极管不控整流单元（diode rectifier unit, DRU ）的远海风电低频交流送出方案。
该方案取消了海上换流器平台，采用DRU 代替常规交–直–交变频器中的低频侧换流器，能够有效降低工程的投资成本和运行损耗。
由于DRU 不具备主动控制能力，提出适用于远海风电低频交流送出系统的风电机组控制策略，其中机侧换流器采用定直流电压控制，网侧换流器则在全局统一参考坐标系下同时实现最大功率跟踪控制和交流侧电压控制。
最后，通过PSCAD/EMTDC 进行算例仿真，对风电功率波动、陆上交流电网三相短路故障和海上交流电网三相短路故障等典型工况下的系统响应特性进行研究，验证所提方案的可行性。
关键词：远海风电；二极管不控整流单元；低频交流输电系统；全功率换流器型风电机组；全局统一参考坐标系DOI ：10.11930/j.issn.1004-9649.2020050710 引言海上风能资源丰富，具有巨大的开发潜力，近年来国内外风电发展的重心已经呈现出由陆上转向海上的趋势[1-2]。
海上风电场和陆上主网的连接通常可采用2条技术路线：工频高压交流（high voltage alternative current, HVAC ）输电和高压直流（high voltage direct current, HVDC ）输电。
工频高压交流输电系统的设计技术成熟，工程运行经验丰富，目前已投运的近海风电场多采用工频高压交流输电直接接入陆上主网[3-4]。
然而，受电缆充电电流的影响，三相交流电缆的最大输电功率随着输电距离的增长而显著减小[5]。
对应于50 Hz 交流电缆，经济合理的输电距离在100 km 之内。