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基于DRU-MMC的多端直流海上风电系统中混合直流断路器
HCB）的直流斩波功能扩展
Zhe Zhang · Weijie Wen · Bin Li · Botong Li · IEEE Transactions on Power Electronics · 2026年4月
二极管整流单元（DRU）与模块化多电平换流器（MMC）构成的多端直流系统是海上风电传输的优选方案。本文研究了在该系统中，如何通过扩展混合直流断路器（HCB）的功能来实现直流斩波（DCC）作用，以应对海上风电并网中的功率平衡与故障保护需求，提升系统可靠性与经济性。
解读: 该研究针对海上风电长距离输电场景，通过优化HCB与DCC的拓扑功能，降低了系统复杂度和成本，这与阳光电源在海上风电变流器及大型风电并网解决方案的战略方向高度契合。对于阳光电源而言，该技术可提升公司在海上风电场直流侧保护与功率控制方面的技术储备，有助于优化未来海上风电变流器及配套直流侧设备的集成方案。...
基于二极管整流单元的海上风电柔性低频送出系统黑启动策略
Black-start Strategy for Offshore Wind Power Flexible Low-frequency Transmission System Based on Diode Rectifier Unit
黄莹 · 黄小威 · 肖晃庆 · 刘涛 · 高电压技术 · 2025年1月 · Vol.51
在基于二极管整流单元（DRU）的海上风电柔性低频送出系统中，DRU无法向海上风电场传输有功功率，需依赖外部电源实现黑启动。为此，提出一种以辅助换流器作为黑启动电源的启动策略。首先介绍系统拓扑结构及风电机组稳态下的构网型控制方法，进而设计辅助换流器与风电机组的协同启动方案，并分析辅助换流器容量选取原则。最后在PSCAD/EMTDC中搭建模型进行时域仿真，结果表明该策略可使风电场各电气量平稳过渡至正常运行状态，实现系统的平滑黑启动。
解读: 该研究的黑启动策略对阳光电源的储能和风电产品线具有重要参考价值。基于DRU的柔性低频送出系统与ST系列储能变流器的构网型控制技术高度相关,其辅助换流器协同启动方案可优化储能系统的黑启动能力。研究中的GFM控制方法也可应用于PowerTitan大型储能系统,提升系统稳定性。此外,该技术对风电变流器的电...
海上风电经DRU-VSC混合换流送出系统换相机理与谐波抑制研究
Mechanism of Commutation and Harmonic Suppression in Offshore Wind Power Transmission via DRU-VSC Hybrid Converter System
李哲锴杨仁炘方梓熙于浩天蔡旭 · 中国电机工程学报 · 2025年5月 · Vol.45
通过将小功率全控换流器与二极管不控整流单元（DRU）并联替代大容量模块化多电平换流器，可有效降低海上风电直流送出成本。现有研究多集中于系统拓扑与暂稳态控制，对谐波与无功特性的分析尚不充分。本文建立包含海上风场、DRU及辅助全控换流器的三端直流系统，构建简化与详细等值模型，分析开关导通过程与换相机理，揭示系统主导谐波为公共耦合点电压谐波而非电流谐波；进一步探讨交直流侧电感参数对谐波幅值的影响，验证模型合理性并指导参数设计；提出适用于该混合拓扑的谐波电压抑制策略，并通过仿真与硬件在环实验验证换相机理...
解读: 该研究的混合换流拓扑与谐波抑制技术对阳光电源的大功率产品线具有重要参考价值。DRU-VSC混合方案可应用于ST系列储能变流器和SG系列集中式逆变器,通过小功率全控单元与不控整流单元并联,可显著降低成本。其换相机理分析和谐波抑制策略可优化PowerTitan等大型储能系统的电能质量控制。特别是文中提出...
经DRU-HVDC送出的海上风电场汇集网电气调节特性分析及集群构网控制策略
Electrical Regulation Characteristics Analysis and Cluster Grid-Forming Control Strategy for Offshore Wind Farms Integrated via DRU-HVDC
于浩天 · 蔡旭 · 杨仁炘 · 杨明扬 等5人 · 中国电机工程学报 · 2025年3月 · Vol.45
基于构网型风电场与二极管不控整流单元（DRU）的低成本直流送出方案是远海风电开发的研究热点。针对现有构网控制策略在控制率设计、结构改造及同步机理方面的不足，本文提出采用电压/功率因数节点表征DRU基频功率特性，并结合BP神经网络拟合其换流与多重化特性。通过节点-潮流关系揭示风电汇集网的等效负荷特性、电压频率构建机制及对控制率的设计要求，进而提出一种基于锁相环与频率-无功下垂的网侧变换器集群构网控制策略，完善下垂增益设计与机组同步机理，并利用阻抗法分析其宽频稳定性。PSCAD/EMTDC仿真验证了...
解读: 该研究对阳光电源的构网型变流器技术具有重要参考价值。文中提出的基于锁相环与频率-无功下垂的集群构网控制策略，可直接应用于ST系列储能变流器和大型储能系统的并网控制。特别是其BP神经网络拟合整流特性的方法，有助于优化PowerTitan系统的PFC整流控制。下垂增益设计与同步机理分析对提升SG系列光伏...
经济高效的混合型换流器用于大规模远海风电传输
Cost-Efficient Hybrid Converter for Large-Scale Offshore Wind Power Transmission
Huichen Gan · Huangqing Xiao · Ying Huang · Lidong Zhang · IEEE Transactions on Power Delivery · 2025年4月
随着海上风电场规模和距离的增大，亟需更经济可靠的换流技术用于远海风电高压直流输电系统。本文提出一种基于二极管整流单元（DRU）与模块化多电平换流器（MMC）并联的混合型换流器拓扑。相比DRU与MMC站级并联方案，该方案省去DRU侧工频变压器，且避免谐波流经剩余换流变压器，同时降低子模块电容需求，有利于降低成本。建立了混合换流器的数学模型，分析其工作原理与谐波传递特性，并提出有功功率协调控制与谐波抑制策略。基于PSCAD/EMTDC对1000 MW海上风电并网系统的仿真验证了方案的有效性，进一步的...
解读: 该混合型换流器技术对阳光电源的大功率储能和海上风电产品具有重要参考价值。DRU与MMC并联的创新拓扑可应用于PowerTitan储能系统的高压直流接口设计,有助于降低系统成本和提升可靠性。其谐波抑制策略可优化ST系列储能变流器的并网性能。该方案省去工频变压器的设计思路,对简化阳光电源储能系统的拓扑结...
经二极管整流并网的构网型风机大扰动建模与稳定性分析
Large-Signal Modeling and Stability Analysis of Grid-Forming Wind Turbines Integrated via Diode Rectifier-Based HVDC
俞露杰 · 付子玉 · 朱介北 · 李霞林 等6人 · 电力系统自动化 · 2025年1月 · Vol.49
二极管整流单元型高压直流（DRU-HVDC）系统因经济性优势在新能源外送中前景广阔。现有构网型换流器大扰动研究多依赖同步机或大电网支撑频率与相位，且故障电流参考值查表设定，难以适用于换流器主导频率控制并动态调节电流参考的场景。为此，本文建立计及电流限幅与频率控制的高阶非线性模型，推导故障后平衡点解析表达式，证明q轴优先限幅与频率控制对平衡点存在性的保障作用；基于Takagi-Sugeno方法构造Lyapunov函数，估计系统吸引域，分析关键参数对暂态稳定性的影响，并通过PSCAD/EMTDC仿真...
解读: 该研究对阳光电源构网型产品线具有重要参考价值。文中提出的大扰动建模方法和稳定性分析框架，可直接应用于ST系列储能变流器和大型PowerTitan系统的GFM控制优化。特别是q轴优先限幅策略和频率控制机制，有助于提升储能变流器在弱电网和离网场景下的暂态稳定性。研究成果可用于完善SG系列光伏逆变器的故障...
海上风电DRU-HVDC送出系统构网-跟网型风机容量配置
Grid-Forming and Grid-Following Wind Turbine Capacity Configuration for Offshore Wind Power DRU-HVDC Transmission Systems
俞露杰 · 王志远 · 朱介北 · 童文昊 等5人 · 电力系统自动化 · 2025年9月 · Vol.49
为提升基于二极管整流单元（DRU）的高压直流输电系统在海上风电外送中的可靠性与经济性，构网型（GFM）与跟网型（GFL）混合风电场受到关注。本文首先论证了GFL风电场经DRU并网系统的平衡点存在性与小扰动稳定性，指出电压与频率波动为主要矛盾；进而分析GFM-GFL混合系统运行特性，阐明GFM机组稳定电压/频率的机理；随后提出计及静态与小扰动稳定约束的GFM机组与DRU无功补偿协同配置方法；最后通过PSCAD/EMTDC时域仿真验证了所提方案的有效性与可行域边界的准确性。
解读: 该研究对阳光电源的储能与光伏产品线具有重要参考价值。GFM-GFL混合系统的稳定性分析方法可直接应用于ST系列储能变流器和PowerTitan系统的控制策略优化,提升大规模储能电站的并网稳定性。研究中提出的GFM容量配置方法对SG系列光伏逆变器的构网能力设计具有指导意义,有助于提升产品在弱电网条件下...
一种基于DRU和FB-MMC的新型混合电压源换流器的构成与控制
Composition and Control of a New Type of Hybrid Voltage-Source Converter Based on DRUs and FB-MMC for Large-Scale Offshore Wind Power Integration and Transmission
Chengdong Wang · Asif Ali · Frede Blaabjerg · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年5月
本文提出了一种结合二极管整流单元（DRU）与全桥模块化多电平换流器（FB-MMC）的新型混合电压源换流器，旨在减小海上风电场换流站的体积与重量。文中推导了FB-MMC直流电压比与调制指数的关系，以实现对有功功率的精确控制，为大规模海上风电并网提供了高效的解决方案。
解读: 该研究针对海上风电长距离输电场景，通过DRU与MMC的混合拓扑优化，有效降低了海上平台的建设成本与运维难度，这与阳光电源在大型海上风电变流器及柔性直流输电领域的技术布局高度契合。建议研发团队关注该拓扑在降低系统损耗及提升功率密度方面的潜力，将其核心控制策略应用于阳光电源的海上风电变流器产品线中，以提...
基于二极管整流单元高压直流输电的构网型风力发电机大信号稳定性分析
Large-Signal Stability Analysis of Grid-Forming Wind Turbine Connected to DRU-HVDC
Lujie Yu · Ziyu Fu · Jiebei Zhu · Yin Chen 等6人 · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2025年8月
本文研究了接入基于二极管整流单元的高压直流输电系统的构网型风力发电机的大信号稳定性。建立了包含电流限幅动态特性的系统非线性微分方程模型，并基于该模型在对称电压跌落下证明了平衡点的存在性与唯一性，揭示了q轴优先电流限幅与锁相环频率控制的优越性。采用Takagi-Sugeno方法估计吸引域，定义并构建了大信号稳定域，直观给出了保证系统稳定性的控制参数范围。PSCAD/EMTDC仿真验证了理论分析的有效性。
解读: 该研究对阳光电源的储能与风电产品线具有重要参考价值。研究的大信号稳定性分析方法可直接应用于ST系列储能变流器和风电变流器的GFM控制设计，特别是电流限幅与锁相环频率控制的优化。文中提出的Takagi-Sugeno稳定域估计方法，有助于提升PowerTitan等大型储能系统在弱电网条件下的稳定性。q轴...
基于二极管整流单元高压直流系统的混合型构网与跟网海上风电场中构网型风电机组比例研究
Proportion of Grid-forming Wind Turbines in Hybrid GFM-GFL Offshore Wind Farms Integrated with Diode Rectifier Unit Based HVDC System
Yanqiu JinZheren ZhangZheng Xu · 现代电力系统通用与清洁能源学报 · 2025年1月 · Vol.1
本文研究了包含构网型（GFM）和跟网型（GFL）风电机组并集成二极管整流单元（DRU）型高压直流输电系统的混合海上风电场的稳定性及无功特性。提出了考虑系统稳定性和海上侧无功功率优化约束的GFM风电机组比例确定方法。基于所建立的线性化模型进行小信号稳定性分析，识别影响系统稳定的关键因素，并提出GFM机组的无功-频率补偿控制策略以改善动态性能。分析了海上侧无功功率不平衡对GFM能力有效性的影响，提出了交流滤波器无功容量优化设计及GFL机组无功补偿控制等降低海上无功负荷的方法。最后通过PSCAD/EM...
解读: 该研究对阳光电源的储能和风电产品线具有重要参考价值。研究的GFM-GFL混合控制策略可直接应用于ST系列储能变流器和大型储能系统PowerTitan的并网控制优化，特别是在无功功率补偿和系统稳定性方面。文中提出的无功-频率补偿控制方法可用于提升储能变流器的电网支撑能力，对完善阳光电源的构网型控制技术...