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海上风电经DR-MMC串联直流送出系统启动策略
Startup Strategy for Offshore Wind Power Transmission via Series DC System Based on DR-MMC
| 作者 | 杨明睿向往文劲宇 |
| 期刊 | 高电压技术 |
| 出版日期 | 2025年6月 |
| 卷/期 | 第 51 卷 第 6 期 |
| 技术分类 | 风电变流技术 |
| 技术标签 | 功率模块 多电平 低电压穿越LVRT |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 海上风电 DR-MMC串联 直流送出 启动策略 低电压穿越 能量均衡 杨明睿 向往 文劲宇 高电压技术 High Voltage Engineering |
版本:
海上风电经二极管整流器-模块化多电平换流器（DR-MMC）串联直流送出系统在远海大规模并网中具有应用潜力。由于DR单向导电性及海上/陆上MMC直流电压不匹配，系统难以直接启动。为此提出不控充电、半控充电与全控启动三阶段启动策略。分析了不控充电阶段子模块的充电特性与限流电阻设计方法，提出了考虑能量均衡的半控充电策略以解决部分子模块能量不足问题，并基于MMC功率双向传输能力与风电场低电压穿越特性，构建了交流风电场、海上MMC与陆上MMC协同控制的全控启动策略。PSCAD/EMTDC仿真验证了该策略的有效性。
海上风电经二极管整流器-模块化多电平换流器(diode rectifier-modular multilevel converter,DR-MMC)串联直流送出系统在大规模远海风电并网场景下具有显著应用潜力.但DR具有单向导电性且海上/陆上MMC的额定直流电压存在差异,导致系统难以直接从陆上启动.为此,提出了一种基于不控充电-半控充电-全控启动3阶段的启动策略.首先,介绍了并网拓扑与控制策略;然后,针对不控充电阶段,基于等效电路分析了子模块的充电特性,并给出了限流电阻的计算方法.对于部分子模块在不控充电中因能量不足而无法解锁的问题,提出了一种考虑子模块能量均衡的半控充电策略.针对全控启动阶段,基于MMC的功率双向传输特性和交流风电场的低电压穿越能力,提出了一种交流风电场、海上MMC和陆上MMC 3者协同的启动控制策略;最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提启动策略的有效性.
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SunView 深度解读
该研究的DR-MMC串联直流送出系统启动策略对阳光电源的大型储能和高压输电产品具有重要参考价值。三阶段启动策略可应用于PowerTitan储能系统的软启动控制,优化ST系列储能变流器的启动性能。其中半控充电策略解决子模块能量均衡问题的方法,可用于改进SG系列三电平光伏逆变器的预充电控制。全控启动阶段的协同控制思路也可借鉴应用于储能电站的黑启动功能设计。该技术对提升阳光电源MMC类产品的可靠性启动具有创新启发,尤其适合大规模储能系统的安全投运。