海上风电DRU-HVDC送出系统构网-跟网型风机容量配置

俞露杰; 王志远; 朱介北; 童文昊; 李瑞

doi:10.7500/AEPS20250123004

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海上风电DRU-HVDC送出系统构网-跟网型风机容量配置

海上风电系统关键技术 | 更新时间：2025-09-25

- 海上风电DRU-HVDC送出系统构网-跟网型风机容量配置
- Capacity Configuration of Grid-forming-Grid-following Wind Turbines in Diode Rectifier Unit-High Voltage DC Offshore Wind Power Transmission System
- 电力系统自动化 2025年49卷第17期页码：44-55
- 作者机构：
  
  1.天津大学电气自动化与信息工程学院，天津市 300072
  2.天津大学佐治亚理工深圳学院，广东省深圳市 518055
  3.哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，黑龙江省哈尔滨市 150001
- 作者简介：
  
  俞露杰(1990—)，男，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向：新能源构网控制、直流输电技术、电力电子化电力系统稳定性。E-mail：lujie.yu@outlook.com
  王志远(2001—)，男，硕士研究生，主要研究方向：直流输电技术、电力电子化电力系统稳定性。E-mail：2023234026@tju.edu.cn
  朱介北(1987—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：新能源构网控制、电力电子化电力系统。E-mail：Jiebei.zhu@tju.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2022YFB4200703);广东省基础与应用基础研究基金资助项目(2022A1515240055);国家自然科学基金资助项目(52207132)
- DOI：10.7500/AEPS20250123004
  中图分类号：
- 收稿日期：2025-01-23，
  
  修回日期：2025-05-15，
  
  网络出版日期：2025-07-09，
  
  纸质出版日期：2025-09-10
- 稿件说明：
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俞露杰,王志远,朱介北等.海上风电DRU-HVDC送出系统构网-跟网型风机容量配置[J].电力系统自动化,2025,49(17):44-55.

YU Lujie,WANG Zhiyuan,ZHU Jiebei,et al.Capacity Configuration of Grid-forming-Grid-following Wind Turbines in Diode Rectifier Unit-High Voltage DC Offshore Wind Power Transmission System[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(17):44-55.
俞露杰,王志远,朱介北等.海上风电DRU-HVDC送出系统构网-跟网型风机容量配置[J].电力系统自动化,2025,49(17):44-55. DOI： 10.7500/AEPS20250123004.

YU Lujie,WANG Zhiyuan,ZHU Jiebei,et al.Capacity Configuration of Grid-forming-Grid-following Wind Turbines in Diode Rectifier Unit-High Voltage DC Offshore Wind Power Transmission System[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(17):44-55. DOI： 10.7500/AEPS20250123004.

摘要

为提高基于二极管整流单元(DRU)的高压直流输电系统在海上风电送出场景下的可靠性与经济性，构网(GFM)-跟网(GFL)混合型风电场逐渐受到关注。针对风电场中GFM-GFL混合型风电机组(WT)的容量配置问题，首先，论证了GFL型风电场经DRU并网系统的平衡点存在性以及小扰动稳定性，并指出电压/频率波动大是其主要矛盾；然后，分析了GFM-GFL混合型风电场经DRU并网系统的运行特性，并阐释了GFM型WT稳定系统电压/频率的机制；进一步，分别提出了考虑静态稳定和小扰动稳定约束的GFM型WT与DRU无功补偿联合配置方法；最后，通过基于PSCAD/EMTDC的时域仿真模型验证了所提配置方案的有效性和可行域边界的准确性。

Abstract

To enhance the reliability and economy of high-voltage direct current (HVDC) transmission systems based on diode rectifier units (DRUs) for offshore wind power transmission

grid-forming (GFM) and grid-following (GFL) hybrid wind farms are gaining increasing attention. Regarding the capacity configuration issue of GFM-GFL wind turbines (WTs) in the hybrid wind farm

firstly

the existence of the equilibrium point and the small-signal stability of the grid-connected system of GFL wind farm through the DRU are demonstrated

and it is pointed out that the large voltage/frequency fluctuations are the key factors. Then

the operation characteristics of the grid-connected system of GFM-GFL hybrid wind farm through the DRU are analyzed

and the voltage/frequency mechanism of the GFM WT stable system is explained. Further

joint configuration methods of GFM WT and DRU reactive power compensation considering static stability and small-signal stability constraints are proposed. Finally

the validity of the proposed configuration scheme and the accuracy of the feasible region boundary are verified through the time-domain simulation model based on PSCAD/EMTDC.

关键词

Keywords

references

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