用于海上风电并网的柔性直流系统接地方式研究

柔性直流输电技术凭借其为无源电网提供同步交流电源支撑的能力,正逐渐成为远距离海上风电并网的首选方案。主要针对柔性直流系统用于海上风电并网时的接地方式进行了深入的研究。首先对比分析了目前已有工程中的几种换流站接地方式,描述了几种接地方式的优缺点。然后介绍了柔性直流系统用于海上风电并网的拓扑结构和控制策略,选出了三种适用于该场景的换流站接地方式。最后针对国内某规划海上风电场,在电磁仿真软件PSCAD/EMTDC中搭建了±320 kV/1 100 MW柔性直流系统仿真模型。并基于该模型对柔性直流系统进行了故障扫描,研究对比了三种接地方式下系统的过电压特性,得出三种接地方式下的柔性直流系统均具有相似的过电压特性。该研究成果填补了相关研究领域的空白,可以为国内的海上风电并网工程提供参考依据。     

一种基于Φ-OTDR长距离海缆振动探测关键技术研究

振动可以作为探测外部冲击破坏的指标参数,远海范围的海缆安全防护对低成本、长距离、高信噪比的海缆振动探测提出了更高的要求。通过对相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)的长距离海缆振动探测进行分析探讨,得出在50 km以上的长距离海缆探测的主要问题是末端的探测脉冲存在巨大的传输损耗,长距离海缆末端探测信号容易湮没在噪声中。对比以Φ-OTDR作为探测设备的直接探测方案、外差相干探测方案、双向拉曼探测方案以及末端振动信号降噪方案,在结合双向拉曼放大技术以及外差检测技术上,提出一种末端振动探测的降噪方法,以此来解决长距离海缆末端振动探测的问题。经过实验验证该方案实现的振动探测距离达120 km,探测光纤末端的信噪比得到有效提升。     

基于RTDS的海上风电柔性直流输电系统自适应下垂控制

针对实现直流系统并网已迫在眉睫的问题,提出基于RTDS的海上风电柔性直流输电系统自适应下垂控制。基于RTDS的海上风电柔性直流输电系统,建立海上风电柔性直流输电模型,探讨了自适应下垂控制策略。通过试验证明自适应下垂控制模型在大规模远海岸上柔性直流输电技术上有更好的应用前景。     

感应电机全功率风电场动态聚合建模与应用

随着风电场规模的扩大,大型风电场逐渐由陆上向海上发展,占据海上风电场主流机型的鼠笼式感应电机（SCIG）成为研究海上风电场动态特性的主要研究对象。为了系统研究海上聚合风电场的动态特性,在保持风电场外部特性不变的聚合原则基础上,提出一种计及集电系统电缆电容聚合的海上鼠笼型感应电机风电场新型聚合算法,包括风力发电机组和集电系统内部参数的聚合算法。最后,以江苏某实际海上风电场为研究案例,在PSCAD仿真软件上建立具有34个鼠笼式感应风电机组的详细风电场模型以及相应的聚合模型,仿真并比较了两种模型在电网故障条件下PCC点的动态特性。结果表明,所提出的动态聚合方法能够准确反映风电场的动态特性,具有较高精确性。     

海上升压站大孤岛运行模式技术研究

随着中国海上风电场的缓慢起步,海上风机需要在孤岛运行情况下配置合适的应急电源以保证可靠性,而海上风电场孤岛运行模式面临着设备配置选择、运行操作方式等诸多问题。因此,本文分析了海上升压站大孤岛运行模式的必要性和适用性,提出了大孤岛运行模式的电气系统设计方案,通过仿真分析验证了配置方案的适用工况。上述成果在二项海上风电场工程中得到了应用,并且可为今后的海上风电场工程建设提供指导。