Hybrid DC Transmission System for Offshore Wind Power Based on Current Source Converter

Jiahang XIA; Chenxin WANG; Ruiqi ZHAN; Chengyong ZHAO; Chunyi GUO

doi:10.7500/AEPS20210426004

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Hybrid DC Transmission System for Offshore Wind Power Based on Current Source Converter

Research and Application of Key Technologies for Large-scale Offshore Wind Power System | 更新时间：2025-06-16

- Hybrid DC Transmission System for Offshore Wind Power Based on Current Source Converter
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 21, Pages: 129-138(2021)
- 作者机构：
  
  新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京市 102206
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(51877077)
- DOI：10.7500/AEPS20210426004
  CLC：
- Received：26 April 2021，
  
  Revised：2021-08-25，
  
  Published Online：26 September 2021，
  
  Published：10 November 2021
- 稿件说明：
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夏嘉航,王晨欣,展瑞琦等.基于电流源换流器的混合型海上风电直流输电系统[J].电力系统自动化,2021,45(21):129-138.

XIA Jiahang,WANG Chenxin,ZHAN Ruiqi,et al.Hybrid DC Transmission System for Offshore Wind Power Based on Current Source Converter[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(21):129-138.
夏嘉航,王晨欣,展瑞琦等.基于电流源换流器的混合型海上风电直流输电系统[J].电力系统自动化,2021,45(21):129-138. DOI： 10.7500/AEPS20210426004.

XIA Jiahang,WANG Chenxin,ZHAN Ruiqi,et al.Hybrid DC Transmission System for Offshore Wind Power Based on Current Source Converter[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(21):129-138. DOI： 10.7500/AEPS20210426004.

摘要

基于二极管整流器（DR）的海上风电并网方案能大幅降低投资成本，但其控制和启动问题难以解决。主动换相型电流源换流器（CSC）具有较高的功率密度和较强的控制性能，但成本相对较高。文中提出一种基于DR与辅助CSC混合级联的海上风电直流输电并网系统，既能实现海上平台轻型化，又能解决DR的控制和启动问题。首先，对拓扑结构和数学模型进行分析；然后，提出海上风电并网系统的稳态控制策略和黑启动控制策略，并基于PSCAD/EMTDC进行仿真验证；最后，对所提方案进行经济性分析。结果表明

混合级联型海上风电并网系统能平稳完成风电场黑启动，具有良好的稳态特性，并能适应风电出力的波动。

Abstract

The offshore wind power grid-connected scheme based on diode rectifier (DR) can greatly reduce the investment cost

but the problems of control and start-up are difficult to be solved. The actively commutated current source converter (CSC) has high power density and great control performance

but its cost is relatively high. This paper proposes a hybrid cascaded DC grid-connected transmission system for offshore wind power based on DR and auxiliary CSC

which can realize the miniaturization of offshore platform and solve the problems of control and start-up. First

the topology and mathematical model are analyzed. Then

the steady-state control strategy and black start control strategy are proposed for the offshore wind grid-connected system

and the simulation verification is performed based on PSCAD/EMTDC. Finally

the economic analysis of the proposed scheme is carried out. The results show that the hybrid cascaded offshore wind grid-connected system can smoothly complete the black start of wind farms

has good steady-state characteristics

and can adapt to the fluctuations of wind power output.

关键词

Keywords

references

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