Page 135 - 《中国电力》2026年第4期

张雅君等：面向高比例新能源接入的海上风电场多端柔直并网控制策略 2026 年第 4 期

系统中各类协调控制方式具有显著差异特征。在 率提升；非核心负荷区呈现负荷需求平缓且本地
主从控制策略下，稳态时辅助换流站可实现功率 电源渗透率较高的特征。海上 VSC-MTDC 系统中，
传输的精准控制，保障直流母线电压稳定在额定 WFVSC 实现大规模海上风电集群的稳定接入；核
范围。然而，动态时主换流站需独立承担全部功 心负荷区连接 m 台电压源型逆变器，实现与主网
率差额，导致系统暂态调压裕度不足。在下垂控 的双向功率交互；非核心负荷区连接 n 台整流型
制策略中，VSC-MTDC 系统形成多节点电压协同 换流器，也可以连接外部更高电压等级电网。
调节模式。稳态时各换流站基于下垂系数实现功 为提升 VSC-MTDC 系统的可靠性和稳定性，提
率分配，实际功率与参考值有一定偏差。动态时 出了一种主从协调多端并网控制策略，该策略融
各换流站均参与电压动态调节，但会引发明显的 合电压裕度控制与电压下垂控制。其中，主换流
功率波动现象。 站采用恒定直流电压控制模式，为系统提供直流

1.3 VSC-MTDC 主从协调控制策略 电压参考基准，有效提升系统电压稳定性。主辅
高比例新能源接入使得海上风电场多端柔直 换流站的直流电压协同控制形成分级功率支撑架
并网系统面临诸多复杂问题。新能源出力的随机 构，提供充足的有功功率调节（active power control，
波动与交流电网故障耦合，易导致系统产生动态 APC）能力，显著抑制功率暂态波动。APC 换流
功率偏差累积，进而引发直流电压越限甚至连锁 站作为直流电压控制的备用控制节点，在系统故
故障。协调并网控制策略在维持直流电压动态稳 障时可平滑切换至电压控制模式。
定性方面表现优异，但需以牺牲直流功率大范围 为确保 VSC-MTDC 系统的功率平衡，将系统
波动工况下的传输功率精度为代价。稳态及异常 中换流站分为风电换流站、主换流站、辅助换流
工况下，为实现 VSC-MTDC 系统电压控制性能与 站和 APC 换流站，如图 3 所示。主换流站实现直
功率调节精度的协同优化，本文提出海上风电主 流电压控制，辅助站则协助进行电压调节。电网
从协调 MTDC 并网控制策略，海上风电 VSC-MTDC 侧换流器作为 APC 站，在系统异常时应切换至下
系统结构如图 2 所示。 垂控制模式。此外，风电场换流器采用恒有功功
在图 2 中，海上 VSC-MTDC 系统连接的城市 率控制策略以模拟风电功率波动特性，如图 3 a)
电网可划分为 m 个核心负荷区与 n 个非核心负荷 所示。图 3 a) 中：U 为换流站直流电压；P 为换
c
d
区。其中，核心负荷区表现为高比例负荷、电源 流站交流侧有功功率输出；U 与 h U 分别为风电
l
支撑薄弱的特征，致使关键交流线路安全风险概 换 流 站 在 正 常 运 行 状 态 下 的 直 流 电 压 上 限 与 下
限；P 为风电场输出功率。
w
外部系统 外部系统

U dc U dc
海上风 WFVSC 1
电集群 U h U h
APC 主换 U dcref
换流站 流站 电源
U l
U l
VSC i1 VSC j1
核心负荷区1 非核心负荷区1 0 P 0 P
APC 辅助 P w P min P max
外部系统外部系统
换流站 换流站 a) 风电换流站 b) 主换流站
电源
U dc U dc
VSC i2 VSC j2 U max
核心负荷区2 非核心负荷区2 U dcmax U max
U dcmax
k j
外部系统外部系统 U dcref 2U d
···
···
APC 辅助
换流站 换流站 U dcmin U dcmin k i
U min
电源 U min
P P
0
VSC im VSC jn P min P max P min P ref 0 P max
核心负荷区m 非核心负荷区n
c) 辅助换流站 d) APC换流站
图 2 基于主从协调控制的海上 VSC-MTDC 系统结构 图 3 换流站协调控制功率-电压特性曲线
Fig. 2 Topology of offshore VSC-MTDC system based Fig. 3 Coordinated control power-voltage characteristic
on master-slave coordinated control curves of converter station
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