含海上风电场的VSC-MTDC系统参与电网调频的顺序控制方法

于国星; 宋蕙慧; 马广富; 曲延滨

doi:10.7500/AEPS20200509005

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含海上风电场的VSC-MTDC系统参与电网调频的顺序控制方法

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 含海上风电场的VSC-MTDC系统参与电网调频的顺序控制方法
- Sequence Control Method for VSC-MTDC System with Offshore Wind Farm Participating in Frequency Regulation of Power Grid
- 电力系统自动化-方正平台 2021年45卷第4期页码：123-132
- 作者机构：
  
  1.哈尔滨工业大学（威海）新能源学院，山东省威海市 264200
  2.哈尔滨工业大学航天学院，黑龙江省哈尔滨市 150001
- 作者简介：
  
  于国星(1992—)，男，博士研究生，主要研究方向：微电网控制、直流输电控制与保护。E-mail：yuguoxing2014@sina.com
  宋蕙慧(1983—)，女，博士，副教授，主要研究方向：微电网与智能电网及新能源控制。E-mail：songhh@hitwh.edu.cn
  马广富(1992—)，男，博士，教授，主要研究方向：航天器控制、多智能体控制与深空探测制导控制。E-mail：magf@hit.edu.cn
  曲延滨(1961—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：新能源发电与并网、无线充电。E-mail：quyanbin@hit.edu.cn
- 基金信息：
  
  中国博士后科学基金资助项目(2018M641830);国家自然科学基金面上项目(61773137);山东省自然科学基金面上项目(ZR2019MF030)
- DOI：10.7500/AEPS20200509005
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-05-09，
  
  修回日期：2020-09-08，
  
  网络出版日期：2020-11-30，
  
  纸质出版日期：2021-02-25
- 稿件说明：
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于国星,宋蕙慧,马广富等.含海上风电场的VSC-MTDC系统参与电网调频的顺序控制方法[J].电力系统自动化,2021,45(4):123-132.

YU Guoxing,SONG Huihui,MA Guangfu,et al.Sequence Control Method for VSC-MTDC System with Offshore Wind Farm Participating in Frequency Regulation of Power Grid[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(4):123-132.
于国星,宋蕙慧,马广富等.含海上风电场的VSC-MTDC系统参与电网调频的顺序控制方法[J].电力系统自动化,2021,45(4):123-132. DOI： 10.7500/AEPS20200509005.

YU Guoxing,SONG Huihui,MA Guangfu,et al.Sequence Control Method for VSC-MTDC System with Offshore Wind Farm Participating in Frequency Regulation of Power Grid[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(4):123-132. DOI： 10.7500/AEPS20200509005.

摘要

在含海上风电场的基于电压源换流器的多端直流（VSC-MTDC）输电系统中，为提高陆上电网的频率响应能力，传统附加频率控制策略会同时启动系统中的电压源换流器（VSC）来参与频率调节，这导致频繁的小扰动下，海上风电场中的风机总是偏离其最大功率点跟踪状态。为此，文中提出了一种无需通信的场网联合顺序控制方法。该方法可通过直流电压和频率阈值的判断，按照陆上电网电源到网侧VSC再到场侧VSC的顺序逐次启动系统中的调频设备，仅当扰动较大使直流电压超过阈值时，风机才参与陆上电网频率调节。与“同时”控制相比，该控制方法可显著降低频率调节对风机运行状态的影响。最后，通过一个含海上风电场的四端VSC-MTDC系统验证了所提控制方法的有效性。

Abstract

In the voltage source converter based multi-terminal high voltage direct current (VSC-MTDC) transmission system with offshore wind farms

in order to improve the frequency response capability of onshore power grids

the traditional additional frequency control strategy simultaneously starts the voltage source converters (VSCs) in the system to participate in frequency regulation

which leads to the deviation of offshore wind turbines from their maximum power point tracking (MPPT) status in frequent small disturbances. To solve this problem

this paper proposes the joint sequence control method without communication between wind farm and power grid. Through the judgment of DC voltage and frequency thresholds

the method can start the frequency regulation equipment successively in the order from the onshore power grid source to the grid-side VSC and then to the wind-farm-side VSC. Only when the disturbances are large enough and cause the DC voltage to exceed its threshold

the wind turbines participate in the frequency regulation of the onshore power grid. Compared with the simultaneous control

the proposed control method can significantly reduce the influence of frequency regulation on the operation state of wind turbines. Finally

a four-terminal VSC-MTDC system with offshore wind farms is used to verify the effectiveness of the proposed control method.

关键词

Keywords

references

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