Page 132 - 《中国电力》2026年第4期

2026 年 第 59 卷

0 引言 量的动态调整。文献 [19] 提出了基于电压下垂控
制的分布式换流站控制策略，可结合当前功率储
在全球能源结构低碳化转型的驱动下，海上 备和运行条件，自主调节下垂系数以适配系统需
风电作为规模化开发潜力最大的可再生能源之一， 求，在应对动态功率分配偏差及直流故障后系统
已成为构建新型电力系统的重要支柱 [1-3] 。大规模 不间断运行方面存在不足。文献 [20] 提出一种面
海上风电作为清洁能源体系的重要构成，其场址 向海上风电场的新型混合多端直流系统，分析多
多分布于远海区域。传统交流并网方式在应对远 种潜在运行模式及对应的协调控制策略，但未考
距离输电损耗、系统稳定性控制及多电源协调运 虑 MTDC 系统的动态潮流调整问题。近年来，混
行等方面存在显著技术瓶颈。海上风电场通过多端 合 控 制 策 略 通 过 主 从 协 调 与 下 垂 控 制 的 优 势 融
柔性直流输电（multi-terminal direct current，MTDC） 合，在稳态性能优化方面取得突破 [21-23] ，但动态
技术接入交流电网，具有可靠性高、平抑风电波 工况下的电压调节鲁棒性仍有待提升。在异常工
动能力强、功率传输灵活及协同控制优越等显著 况系统保护方面，现有研究多集中于单点故障处
优势 [4-6] 。相较于传统电网换相换流器，电压源型 理 [24] ，缺乏对异常扰动场景下功率-电压动态交互
换流器（voltage source converter，VSC）在多端直 机制的深度解析。文献 [25] 提出改进的校正型安
流 输 电 系 统 中 展 现 出 具 备 黑 启 动 与 无 功 支 撑 能 全约束最优潮流模型，充分计及交流与直流网络
力、控制策略更为简洁、无需改变直流电压极性 N-1 故障的安全约束，验证了该方法在中长期调

[7]
即可实现潮流反转等独特技术优势 。MTDC 凭 度中的适用性。但由于电网规模大、优化因子多，
借其低损耗传输、灵活功率控制及异步电网互联 复杂计算过程难以满足实时控制需求。文献 [26]
等优势，为海上风电场高效并网提供了解决方案。 提 出 面 向 多 故 障 场 景 下 的 模 块 化 多 电 平 换 流 器

VSC-MTDC 系统可将多个可再生能源电站产 （modular multilevel converter，MMC）-MTDC 系统
生的电能汇集并接入传统交流电网，通过多换流 协同控制方法，计算各故障后的不平衡功率再分
站协同控制实现多区域电网的柔性互联，尤其适 配。但在多故障场景下采用固定换流站组合，导
用于分散式海上风电场并网场景 。然而，在换 致调节容量冗余或不足，在动态场景下自适应调
[8]
流器故障或大扰动情况下，采用固定下垂控制策 节能力有限，也未涉及控制器参数设计。工程应
略的系统会出现换流器过载现象，导致有功功率 用方面，随着全球海上风电向大规模方向发展，
分配失衡及直流电压大幅偏移 [9-11] 。同时，高比 VSC-MTDC 技术已成为高比例新能源并网的核心支
例新能源接入导致系统呈现强随机性、波动性特 撑。以英国 Dogger Bank 海上风电场群项目为例 [27] ，
征 [12-14] ，使得并网系统面临两大核心挑战。1）直 其通过 VSC-MTDC 技术实现多个海上风电场集群
流电压动态响应特性受多换流站交互作用影响， 并网，总装机容量超 6 GW，为英国提供大量清洁
传统下垂控制策略难以实现动态功率的快速均衡 电力，有效助力其能源结构转型。同时，当前工
分配；2）新能源出力波动与交流电网故障耦合 程实践对系统控制提出新需求，随着新能源装机
下，系统易产生动态功率累积偏差，导致直流电 容量占比不断攀升，其随机性与波动性问题愈发
压越限甚至连锁故障 [15-17] 。因此，研究适应高比 凸显，要求多换流站可快速协同响应风电波动。
例新能源接入场景下的 VSC-MTDC 协同控制策略， 然而，传统控制策略在适应新能源强随机特性方
对于保障海上风电场并网系统的安全稳定运行具 面存在局限性，难以满足系统对动态响应与稳定
有重要理论价值和工程意义。 性的高标准要求。
在 VSC-MTDC 系统控制策略研究领域，国内 高比例新能源接入场景下，电力系统呈现出
外学者已取得系列重要进展。主从协调控制模式 强随机性与波动性的显著特征。新能源出力受自
通过指定主站承担电压调节功能，可有效简化系 然条件如风力、光照等因素影响，难以精准预测
统控制架构。文献 [18] 提出一种功率及直流电压 与稳定调控。这使得海上风电场经多端柔直并网
混合控制器，以提升各换流站在主从协调控制策 时，传统控制策略面临严峻挑战。本文提出一种
略切换期间的动态性能，但未考虑换流站投运数 计及异常工况的海上风电场经多端柔直并网主从

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