Page 137 - 《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

构，主控制为主辅控制策略，次级控制分为运行 均保持相同的负载率。
模态计算层与控制器参数计算层。 由图 3 d) 可知，APC 换流器的有功功率参数
1）运行模式计算层。海上风电经 VSC-MTDC 对 实 现 目 标 控 制 至 关 重 要 。 其 中 ， 有 功 功 率 参
系统运行时，该层级主要承担双重职责：①正常 考值 P re f 与实际有功功率 P 需通过以下方法进行
n
工况模式计算：需确定电网侧 VSC 的有功功率参 计算。
考 值 ， 该 参 数 直 接 影 响 下 垂 系 数 及 控 制 系 统 性 首先，P re f 应确保系统在正常运行工况下满
能，同时须满足 N-1 安全准则与海上风电并网要 足 N-1 安全准则 [30] ，即
{
求 ；② 异 常 工 况 模 式 计 算 ： 需 重 新 校 核 WFVSC P refm = max P l } （8）
l refm
有功出力，确保供电可靠性并预防关键线路连锁
式 中 ： P m 为 VSC 的 有 功 功 率 参 考 值 ； P l 为
m
故障，同时需考虑海上风电场动态响应特性。由 ref refm
该换流站在交流线路 l 发生故障时，为保证 N-1 安
于其他换流站有功功率波动对关键交流线路的潮
全准则下的有功功率参考值，此时 P l 应保留相
流影响可忽略（＜1%），故在计算模型中予以简 refm
化处理。 应的安全裕度。
2）控制器参数计算层。该层级需依据上层参 在考虑海上风电接入时，参考值须确保风电
数计算结果，进行换流站控制器动态参数配置， 输出功率就地消纳。假设 VSC-MTDC 系统有 n 台
在计算过程中，需综合考虑 MTDC 系统参数与换 VSC 接入，其海上风电最大消纳能力可表述为
流站主从协同控制。 n ∑ （9）

P refm = P w
2.2 异常工况下 VSC-MTDC 协同控制研究 m=1

2.2.1 异常工况下不平衡功率分配特性分析 式中：P 为海上风电场的总有功功率输出，可计
w
由图 2 和图 3 可知，当 VSC-MTDC 系统不平 算得出换流器的有功功率参考值。

衡功率超出主换流站与辅助换流站调节能力时， 2.2.2 计及供电安全约束的不平衡功率协同调度
系统将呈现如下动态过程：直流电压进入失稳状 方法
态 ， 直 至 APC 换 流 站 转 为 下 垂 控 制 ， 该 过 程 中 当系统直流电压处于失控状态时，此时应转
APC 换流器有功功率快速降低，同时关键联络线 为不平衡功率协调分配策略。首先，需计算 MTDC
负载率迅速增高。为维持供电可靠性，需对异常 系统不平衡功率。假设系统中有 m 台 VSC 处于整
工况下的不平衡功率进行再分配。 流模式，则直流不平衡功率为
传统方法中所有 VSC 均参与功率分配，虽然 m ∑
∆P dc = ∆P i （10）
充分利用系统总功率调节能力，并确保所有关键
i=1
交流线路的安全裕度，但这种方法会引发两方面
式中：ΔP 为系统直流不平衡功率；ΔP 为 i VSC i
c
d
问题：首先，直流功率波动将影响交流系统各区
的有功功率变化量。
域的潮流分布；其次，APC 换流器恒有功供电约
其次，需计算 APC 换流器的最大调节能力，
束被打破，考虑到电力市场要求，可能产生额外
APC 换流器 n 有功功率的最大允许值 P maxn 为
运营成本。因此，当系统不平衡功率低于特定阈
P maxn = P refnmax （11）
值时，可根据其数值动态调整参与调节的 VSC 数
量。通常，异常工况下存在 2 种不平衡功率协调 式中：P refnma x 表示当互联关键线路的有功功率不
分配场景。 超过限值时，APC 换流器 n 的最大有功功率参考
值，其最大调节能力为
1） 优 先 控 制 模 式 ： 通 过 单 台 或 多 台 VSC 消
纳直流不平衡功率。 ∆P dcnmax = P maxn − P refn （12）
2） 共 享 控 制 模 式 ： 由 所 有 正 常 运 行 的 APC 式中：ΔP dcnma x 为 VSC 的最大直流不平衡功率。
n
换流器共同承担不平衡功率。在此模式下，需通 最后，需比较 ΔP 与 c ΔP dcnma x 确认运行模式。
d
过 特 定 控 制 目 标 确 定 每 台 VSC 的 有 功 功 率 输 出 将二者进行比较后，根据所提出的优先控制模式
值，设定所有与 APC 换流器互联的关键交流线路 及共享控制模式场景，确认 APC 换流站的运行模

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