Control Strategy and Capacity Selection of DRU-MMC Hybrid Converters for Offshore Wind Power

GAN Huichen; XIAO Huangqing; HUANG Ying

doi:10.7500/AEPS20230509003

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Control Strategy and Capacity Selection of DRU-MMC Hybrid Converters for Offshore Wind Power

Key Technologies for Offshore Wind Power System | 更新时间：2025-06-16

- Control Strategy and Capacity Selection of DRU-MMC Hybrid Converters for Offshore Wind Power
- Automation of Electric Power Systems Vol. 48, Issue 21, Pages: 28-37(2024)
- 作者机构：
  
  1.华南理工大学电力学院，广东省广州市 510640
  2.广东省绿色能源技术重点实验室（华南理工大学），广东省广州市 510640
  3.浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市 310027
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Fundamental Research Funds for the Central Universities(2022ZYGXZR050);Key-area Research and Development Program of Guangdong Province(2021B0101230001)
- DOI：10.7500/AEPS20230509003
  CLC：
- Received：09 May 2023，
  
  Revised：2023-07-20，
  
  Published Online：10 October 2023，
  
  Published：10 November 2024
- 稿件说明：
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甘慧辰,肖晃庆,黄莹.用于海上风电的DRU-MMC混合换流器控制策略和容量选取[J].电力系统自动化,2024,48(21):28-37.

GAN Huichen,XIAO Huangqing,HUANG Ying.Control Strategy and Capacity Selection of DRU-MMC Hybrid Converters for Offshore Wind Power[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(21):28-37.
甘慧辰,肖晃庆,黄莹.用于海上风电的DRU-MMC混合换流器控制策略和容量选取[J].电力系统自动化,2024,48(21):28-37. DOI： 10.7500/AEPS20230509003.

GAN Huichen,XIAO Huangqing,HUANG Ying.Control Strategy and Capacity Selection of DRU-MMC Hybrid Converters for Offshore Wind Power[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(21):28-37. DOI： 10.7500/AEPS20230509003.

摘要

在众多海上风电送出方案中，基于二极管整流单元（DRU）和模块化多电平换流器（MMC）并联的方案具有显著的经济效益，受到了广泛关注。相比于纯柔性直流送出方案，DRU-MMC并联送出方案的海上换流平台具有更小的体积、重量和成本。在此方案中，DRU传输绝大部分功率，小容量MMC则提供风机启动所需功率、电压和频率支撑以及补偿由DRU引入的谐波电流。针对DRU-MMC并联送出拓扑，提出有功功率分配策略和谐波补偿策略，使功率在DRU和MMC之间合理分配。在MMC主要功能实现的前提下，分析了MMC最小容量的选取。从投资和运营两个方面，对比了MMC和DRU-MMC并联两种送出方案海上换流平台的成本差异。最后，在PSCAD/EMTDC平台上进行了仿真，验证了所述策略的有效性。

Abstract

Among numerous offshore wind power transmission schemes

the scheme based on parallel connection of diode rectifier unit (DRU) and modular multilevel converter (MMC) has significant economic benefits

which has gained widespread attention. Compared to flexible DC transmission scheme

the DRU-MMC parallel transmission scheme has smaller volume

lighter weight

and less cost of the offshore converter platform. In this scheme

the DRU transmits most of the power

while the small-capacity MMC provides the power required for the wind turbine start-up

supports voltage and frequency and compensates for harmonic currents introduced by the DRU. An active power distribution strategy and a harmonic compensation strategy are proposed for the DRU-MMC parallel transmission topology

so that the power is reasonably distributed between DRU and MMC. Under the premise of realizing main functions of the MMC

the selection of the minimum capacity of MMC is analyzed. From two aspects of investment and operation

the cost of the offshore converter platform of MMC and DRU-MMC is compared. Finally

simulations are carried out on PSCAD/EMTDC platform to verify the effectiveness of the proposed strategy.

关键词

Keywords

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