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海上风电多端柔性直流输电系统及直流故障处理方案
Multi-terminal VSC-HVDC Transmission System for Offshore Wind Farms and DC Fault Handling Schemes
| 作者 | 马秀达卢宇詹长江姜崇学董云龙黄如海 |
| 期刊 | 电力系统自动化 |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 49 卷 第 17 期 |
| 技术分类 | 风电变流技术 |
| 技术标签 | 功率模块 可靠性分析 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 海上风电 柔性直流输电 直流故障 架空线路 直流断路器 半桥子模块换流器 快速开关 交流开关 马秀达 卢宇 詹长江 姜崇学 董云龙 黄如海 电力系统自动化 Automation of Electric Power Systems |
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海上风电多端柔性直流输电系统支持多电源接入与多落点供电，通过陆上直流架空线路将电能输送至负荷中心，提升沿海输电走廊利用率，是远海大规模风电并网的高效经济方案。本文阐述了系统的拓扑结构与主设备配置，从可靠性、经济性与灵活性角度分析其适应性。针对直流架空线、永久性故障及中性线故障，结合直流断路器、半桥子模块换流器、快速开关与交流开关的技术特性，提出详细的故障处理策略，实现故障快速隔离与系统恢复。基于PSCAD/EMTDC平台搭建五端双极系统模型，仿真结果验证了方案的可行性。
海上风电多端柔性直流输电系统可实现多电源供电和多落点送电,在陆上通过直流架空线送至负荷中心以提高沿海地区输电走廊利用率,是未来大规模远海风电并网的高效经济方案.文中介绍了海上风电多端柔性直流输电系统的拓扑结构和主设备配置方案,从可靠性、经济性和灵活性角度对该方案进行了系统适应性介绍.针对系统的直流架空线路故障、永久故障以及中性线故障,充分发挥直流断路器、半桥子模块换流器、快速开关和交流开关的技术特点,结合各故障特性给出了详细的故障处理方案,以实现系统的快速直流故障隔离和恢复.基于PSCAD/EMTDC仿真平台,搭建了 5端双极海上风电并网系统,通过稳态运行以及各直流故障验证了所提方案的可行性.
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SunView 深度解读
该研究对阳光电源的大型储能和海上风电变流器产品具有重要参考价值。文中提出的多端柔性直流输电系统架构与故障处理方案，可应用于ST系列储能变流器的高压直流母线保护设计，特别是PowerTitan大型储能系统的多机并联控制。半桥子模块换流器技术可优化SG系列高功率密度变流器的拓扑设计，提升系统可靠性。直流故障快速隔离策略对完善iSolarCloud平台的故障诊断算法具有启发意义。建议在储能变流器和海上风电变流器产品中采用类似的多重保护方案，提升系统的故障穿越能力。