基于VSC-MTDC的大規模海上風電并網系統協調下垂控制方法

彭衍建，李 勇，曹一家

（湖南大學 電氣與信息工程學院，湖南 長沙 410082）

0 引言

海上風電由于風能豐富、利用率高、占地少等優點，已經成為現代風電發展的一個重要方向［1-2］。隨著海上風電場的不斷發展，海上風電裝機容量也逐漸增加，我國規劃到2020年底，實現海上風電場裝機容量達30 GW。目前海上風電一般采用交流輸電方式將電能輸送至陸上交流電網，主要優點是系統可靠性高、結構簡單、技術成熟［3］。但是當海上風電場離岸較遠時，使用基于電壓源換流器的直流輸電技術VSC-HVDC（Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current system）的傳輸成本要遠遠低于交流輸電，同時由于VSC-HVDC并網方式還可以抑制風電場的功率波動，因此將是未來風電并網的發展趨勢［4-6］。由于受到海上風資源及水深等因素限制，海上風電場多分布于不同的海域。此外，陸上功率接受端由于受負荷中心所在的地理位置等因素限制，也多分布在不同區域［7］。因此兩端輸電系統已經不能滿足大規模海上風電并網的需要，可實現多電源供電、多落點受電的多端直流柔性輸電（VSC-MTDC）系統為大規模海上風電場提供了一種更為靈活的電能輸送與并網方式，從而更有效地解決海上風電并網消納問題［8-10］。

目前對于VSC-MTDC系統應用于海上風電場連接陸上電網的研究主要集中在系統的暫態穩定方面，而VSC-MTDC系統穩定運行的前提是維持系統直流電壓的穩定［11-18］。 文獻［12-13］研究了 VSCMTDC系統的直流電壓斜率控制方法，利用給定的多換流站的直流電壓-電流特性，實現多個換流站共同承擔直流電壓控制的目標，然而并未考慮到系統的傳輸損耗。……