用于海上风电柔直并网系统的三种直流耗能装置的仿真与对比研究

来源：电工电能新技术杂志2025年第7期北京时间：

作者：张照辉， 谢志远， 付慧， 杨景刚， 徐阳， 郭俊， 李洪涛

单位：1. 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院， 江苏 南京 211103;
2. 西安交通大学电气工程学院， 陕西 西安 710049;
3. 国网江苏省电力有限公司， 江苏 南京 210024

摘要：在海上风电柔性直流并网系统中，交流电网故障后产生的盈余功率会导致直流电缆出现过电压。为防止直流过电压的产生，一般在受端换流站侧配置直流耗能装置消耗盈余功率，以平衡系统送受端功率。本文介绍了开关阀段串联集中式耗能电阻、分布式耗能电阻和子模块串联集中式耗能电阻三种直流耗能装置的拓扑结构与工作原理，并基于如东海上风电柔性直流输电工程的实际参数，在PSCAD/EMTDC中搭建系统模型，对三种直流耗能方案进行仿真对比研究。分别实现上述三种直流耗能装置的工作过程，比较其工作特性与故障穿越效果，分析其优缺点。研究结果表明，分布式耗能电阻方案控制效果最好但投入成本最高；开关阀段串联集中式耗能电阻控制效果最差且投入成本最低；子模块串联集中式耗能电阻方案各项指标介于两者之间。本研究可为海上风电柔性直流并网系统中直流耗能装置的选型提供参考依据。

关键词：海上风电； 柔性直流输电； 盈余功率； 直流耗能装置； 故障穿越

基金资助：国网江苏省电力有限公司科技项目（J2022012）