海上风电多端柔性直流输电系统及直流故障处理方案

马秀达; 卢宇; 詹长江; 姜崇学; 董云龙; 黄如海

doi:10.7500/AEPS20241227002

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海上风电多端柔性直流输电系统及直流故障处理方案

海上风电系统关键技术 | 更新时间：2025-09-25

- 海上风电多端柔性直流输电系统及直流故障处理方案
- Multi-terminal Flexible DC Transmission System for Offshore Wind Power and Its DC Fault Clearance Scheme
- 电力系统自动化 2025年49卷第17期页码：81-89
- 作者机构：
  
  南京南瑞继保电气有限公司，江苏省南京市 211102
- 作者简介：
  
  马秀达(1992—)，男，通信作者，硕士，工程师，主要研究方向：柔性直流输电技术。E-mail：maxiuda@nrec.com
  卢宇(1979—)，男，硕士，研究员级工程师，主要研究方向：超高压直流输电及柔性直流输电。E-mail：luy@nrec.com
  詹长江(1970—)，男，博士，研究员级工程师，主要研究方向：柔性直流输电技术。E-mail：zhancj@nrec.com
- 基金信息：
  
  国家电网公司科技项目(5100-202349004A-1-1-ZN)
- DOI：10.7500/AEPS20241227002
  中图分类号：
- 收稿日期：2024-12-27，
  
  修回日期：2025-04-03，
  
  网络出版日期：2025-06-06，
  
  纸质出版日期：2025-09-10
- 稿件说明：
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马秀达,卢宇,詹长江等.海上风电多端柔性直流输电系统及直流故障处理方案[J].电力系统自动化,2025,49(17):81-89.

MA Xiuda,LU Yu,ZHAN Changjiang,et al.Multi-terminal Flexible DC Transmission System for Offshore Wind Power and Its DC Fault Clearance Scheme[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(17):81-89.
马秀达,卢宇,詹长江等.海上风电多端柔性直流输电系统及直流故障处理方案[J].电力系统自动化,2025,49(17):81-89. DOI： 10.7500/AEPS20241227002.

MA Xiuda,LU Yu,ZHAN Changjiang,et al.Multi-terminal Flexible DC Transmission System for Offshore Wind Power and Its DC Fault Clearance Scheme[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(17):81-89. DOI： 10.7500/AEPS20241227002.

摘要

海上风电多端柔性直流输电系统可实现多电源供电和多落点送电，在陆上通过直流架空线送至负荷中心以提高沿海地区输电走廊利用率，是未来大规模远海风电并网的高效经济方案。文中介绍了海上风电多端柔性直流输电系统的拓扑结构和主设备配置方案，从可靠性、经济性和灵活性角度对该方案进行了系统适应性介绍。针对系统的直流架空线路故障、永久故障以及中性线故障，充分发挥直流断路器、半桥子模块换流器、快速开关和交流开关的技术特点，结合各故障特性给出了详细的故障处理方案，以实现系统的快速直流故障隔离和恢复。基于PSCAD/EMTDC 仿真平台，搭建了5端双极海上风电并网系统，通过稳态运行以及各直流故障验证了所提方案的可行性。

Abstract

The multi-terminal flexible DC transmission system for offshore wind power can achieve power supply from multiple sources to multiple landing points. It can be transmitted to the load center through onshore DC overhead lines to improve the utilization rate of transmission corridors in coastal areas. It is an efficient and economic solution for the large-scale far-offshore wind power grid connection in the future. This paper introduces the topology and main equipment configuration scheme of the multi-terminal flexible DC transmission system for offshore wind power

and the system adaptability is introduced from the perspectives of reliability

economy and flexibility. In response to DC overhead line faults

permanent faults

and neutral line faults in the system

the technical characteristics of DC circuit breakers

half-bridge submodule converters

high-speed switches

and AC circuit breakers are fully utilized

and the detailed fault clearance schemes are given by combining the characteristics of each fault

to achieve rapid DC fault isolation and recovery of the system. Based on the PSCAD/EMTDC simulation platform

a five-terminal bipolar offshore wind power grid-connected system is built

and the feasibility of the proposed scheme is verified through steady-state operation and various DC faults.

关键词

Keywords

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