用于大规模新能源架空线路送出的储能型柔性直流输电系统

XIAO Huangqing; ZHU Qionghai; HUANG Ying; ZHANG Lidong; ZHOU Baorong; LI Yan

doi:10.7500/AEPS20231113004

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用于大规模新能源架空线路送出的储能型柔性直流输电系统

Special Topic on Stable Operation and DC Transmission Technology for Large-Scale Renewable Energy Bases | 更新时间：2025-06-16

- 用于大规模新能源架空线路送出的储能型柔性直流输电系统
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 8, Pages: 40-53(2025)
- 作者机构：
  
  1.华南理工大学电力学院，广东省广州市 510640
  2.浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市 310027
  3.南方电网科学研究院有限责任公司，广东省广州市 510663
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Innovation Project of China Southern Power Grid Company Limited(ZBKJXM20232278);Guangdong Provincial Basic and Applied Basic Research Foundation of China(2023A1515111125)
- DOI：10.7500/AEPS20231113004
  CLC：
- Received：13 November 2023，
  
  Revised：2024-04-29，
  
  Published Online：27 June 2024，
  
  Published：25 April 2025
- 稿件说明：
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肖晃庆,朱琼海,黄莹等.用于大规模新能源架空线路送出的储能型柔性直流输电系统[J].电力系统自动化,2025,49(8):40-53.

XIAO Huangqing,ZHU Qionghai,HUANG Ying,et al.Flexible DC Transmission System with Energy Storage System for Large-scale Renewable Energy Delivery Through Overhead Line[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(8):40-53.
肖晃庆,朱琼海,黄莹等.用于大规模新能源架空线路送出的储能型柔性直流输电系统[J].电力系统自动化,2025,49(8):40-53. DOI： 10.7500/AEPS20231113004.

XIAO Huangqing,ZHU Qionghai,HUANG Ying,et al.Flexible DC Transmission System with Energy Storage System for Large-scale Renewable Energy Delivery Through Overhead Line[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(8):40-53. DOI： 10.7500/AEPS20231113004.

摘要

针对大规模新能源发电通过远距离架空线路送出场景，提出了一种具备平抑新能源功率波动、阻断直流故障、主动支撑电网等功能的储能型柔性直流输电系统。该系统为两端混合直流输电系统，其中

送端换流站采用具有直流故障阻断能力的储能型模块化多电平换流器（MMC），受端换流站为半桥子模块MMC，接地极线上加装有二极管阀以阻断受端MMC的直流故障电流。分析了储能型柔性直流输电系统的工作原理，研究了具有直流故障阻断能力的储能型MMC双极短路故障电流的发展机理，给出了主动功率支撑与直流故障穿越的控制策略。最后，搭建了相应的仿真模型，并验证了所提储能型柔性直流输电系统的可行性以及控制策略的有效性。仿真结果表明：采用所提的拓扑结构与控制策略，储能型柔性直流输电系统能够实现大规模波动电能的平滑输送，且在功率传输过程中可以提供有效的主动功率支撑以及自主清除直流短路故障。

Abstract

For the scenario of large-scale renewable energy delivery through long-distance overhead lines

a flexible DC transmission system with energy storage system is proposed

which achieves functions such as suppressing power fluctuation of renewable energy

blocking DC fault

and actively supporting the power grid. The system is a hybrid DC transmission system with two terminals. The sending-end converter station adopts the MMC with energy storage system with the capability of blocking DC fault. The receiving-end converter station is an MMC with half-bridge submodules. For blocking the DC fault current of the MMC at the receiving end

a diode valve is installed on the grounding electrode line. In this paper

the operation principle of the flexible DC transmission system with energy storage system is analyzed. The development mechanism of bipolar short-circuit fault current of the MMC with energy storage system with the capability of blocking DC fault is studied. The corresponding control strategies for the active power support and the DC fault ride-through are provided. Finally

a corresponding simulation model is built

which verifies the feasibility of the proposed flexible DC transmission system with energy storage system and the effectiveness of the proposed control strategies. The simulation results show that

by using the proposed topology and control strategies

the flexible DC transmission system with energy storage system can achieve stable delivery of large-scale fluctuating electric energy

while providing effective active power support and realizing autonomous clearing of DC short-circuit fault during the power transmission process.

关键词

Keywords

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