直流断线故障下海上风电经柔性直流送出系统的暂态特性

黄阮明，迟永宁，汪军，张梦瑶，郭明星，李琰，姚骏

(1. 国网上海市电力公司经济技术研究院，上海市 200120；2. 新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司)，北京市 100192；3. 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学)，重庆市400044)

0 引 言

近年来，海上风电因其资源充沛、节约土地、可利用率高等优势，已成为风力发电领域重要的发展方向之一[1-4]。目前，海上风电场主要采用高压交流与柔性直流两种并网方式，受海底电缆电容效应的影响，采用交流并网的方式无法满足远距离输电的需要[5-7]，而基于电压源型换流器的柔性直流输电技术具有输电距离远、有功无功独立调节以及送受端解耦等特点[8-11]，更适用于大规模海上风电场远距离并网。传统的电压源型换流器拓扑结构主要分为两电平和三电平，自从模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)新型拓扑结构被首次提出以来，MMC便因无需同时导通、谐波含量小、开关频率低等诸多优点[12-14]，迅速成为海上风电经柔性直流系统并网工程的首选拓扑结构。

海上风电经柔性直流系统送出系统大多采用海底电缆输送电能的方式，在输电线路远距离传输电能的过程中，海底电缆不可避免地会发生各种类型故障。目前直流故障主要分为双极短路、单极接地以及直流断线故障[15]。由于海底电缆大多直接敷设或放置在环境复杂多变的海底，海底电缆发生故障的大部分原因是由各种外力作用破坏导致，其中一类主要是由于机械原因造成，如海上作业平台移位、船舶随意抛锚起锚等；……