多端柔性直流输电系统接入某海岛电网的研究

国网成都供电公司变电检修工区的研究人员杨小磊，在2015年第5期《电气技术》杂志上撰文，多端柔性直流输电系统是理想的风电场与电网的联接方式。

根据规划，将在某海岛建设多端柔性直流输电工程。岛上风电场及岛上负荷将经交直流混合输电线路与陆上交流电网实现互联，电网运行特性复杂。根据建设坚强智能电网的要求，需详细分析多端柔性直流输电系统的接入对电网影响。在PSCAD/EMTDC中搭建含多端柔性直流输电系统的交直流混合输电模型，分析混合输电方式下电网运行的稳定性。

仿真结果表明多端柔性直流输电系统的接入增强了风电场出口处电压的稳定性，确保了风电的可靠输出。若交流线路由于故障或检修退出运行，与其并列运行的换流站改变功率传输模式，承担整个风电场功率的传输，提高了系统运行的稳定性。

近年来能源危机、环境污染问题日益加剧，充分利用可再生能源发电已成为全球性共识[1]。而海上风力发电具有清洁环保、资源丰富等特点，其应用前景极为广阔[2]。VSC-HVDC具有灵活独立控制有功、无功等优点，是海上风电场并网发展的方向[3-7]。多端柔性直流输电系统在运行灵活性、可靠性等方面比VSC-HVDC更具有技术优势，是海上风电场与电网的最优联接方式。

目前，VSC-MTDC仍处于理论研究和模拟实验阶段，文献[8-12]对多端柔性直流输电系统的控制策略进行了大量的研究，为多端柔性直流输电工程的应用提供了理论支撑。文献[13]对用于风电场并网的多端柔性直流输电系统进行了研究，多端柔性直流输电系统可有效抑制风机投切带来的冲击。然而目前国内外对多端柔性直流输电系统接入对电网的影响的研究几乎处于空白状态。

在某海岛建设多端柔性直流输电工程，形成风电场经交直流混合输电系统向陆上电网供电的格局，改变了电网结构和运行特性。为提高海岛负荷供电的可靠性、风电传输的可靠性、适应海底电缆送电、增强受端电网电压的动态支撑能力、推动多端柔性直流输电技术的应用与发展，需要深入研究多端柔性直流输电系统接入对电网的影响。

本文在PSCAD/EMTDC中搭建了系统的仿真模型，研究了岛上的风电场经交直流混合线路输电的稳定性，分析了送受端交流电网故障对系统的冲击影响。研究结论为多端柔性直流输电工程的顺利实施，提供了技术支撑。

结论

1）VSC-MTDC接入某海岛后，交流线路单、三相短路故障导致电压急剧下降，换流站2、换流站1能够迅速提供无功支撑，减小了电压跌落的深度，且故障切除后能快速恢复，提高了风机穿越故障的能力。

2）换流站3采用定交流母线电压控制模式，可为电网提供动态电压支撑，增强了接入风电的电网的稳定性。

3）VSC-MTDC接入某海岛后，交流单、三相短路故障冲击下电网可稳定运行。交流线路由于故障或检修退出运行后，与其并联运行的换流站迅速承担整个风电场功率的传输，从而提高了系统运行的稳定性。

4）风电场经交直流混合传输方式输电不仅能提高整个风电场穿越故障的能力和电力传输的效率，并且为高度分散式的近海风电场的并网传输提供了灵活的解决方案。

5）研究结论为多端柔性直流输电系统的推广应用奠定了基础，有助于推进其工程化进程。