海上风电柔性直流送出系统控制耦合作用及差动保护适应性分析

作     者：胡宏 许凌 张梦瑶 张添 林勇超 姚骏 黄阮明 

作者机构：国家电网有限公司华东分部 输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 国网上海市电力公司 

出 版 物：《电力建设》 (Electric Power Construction)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家电网有限公司华东分部科技项目资助(520800230023) 

主　　题：海上风电 柔性直流输电 差动保护 控制耦合作用 故障电流特性 

摘      要：基于模块化多电平变换器的柔性直流输电技术已成为大规模深远海风电接入的主流方案之一。当风电柔性直流送出系统送端交流线路发生短路故障时，柔性直流换流站和风电场之间的控制耦合作用使得系统的故障电流特性发生显著变化，进而严重影响继电保护装置的可靠运行。为了明确柔性直流换流站和风电场控制作用对送端差动保护适应性的影响，首先，结合系统控制模型分析了系统的控制耦合机制，推导了送端对称故障下系统的平衡点存在性约束。其次，对换流站和风电场短路电流的幅值与相位特性进行了分析，明确了控制耦合作用下系统的电流运行范围与相位差的分布区间。在此基础上，讨论了风电柔性直流并网系统的差动保护适应性，总结了影响保护可靠性的主要因素及其影响规律。最后基于PSCAD仿真平台建立了系统时域仿真模型，仿真结果验证了理论分析的正确性。