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海上风电通过柔性直流输电系统并网的控制策略研究
随着能源需求的不断增长，化石燃料的使用已经到达了不可持续的程度。在这种情况下，海上风电作为一种可再生的能源源流变得越来越重要。将海上风电引入国家能源系统中时，需要解决的一个重要问题就是怎样将海上风力发电机发电的电能稳定地输送到陆地，并将其与国家能源系统进行有效地耦合。本论文主要研究海上风电通过柔性直流输电系统并网的控制策略。
1、柔性直流输电系统简介
柔性直流输电系统是一种高压直流输电技术，通过电力电子装置控制直流电压和电流来实现电能的传输。柔性直流输电系统的主要特点是电能传输速度快、功率损耗小，同时具有高效的逆变能力、灵活的调节方法和对电网的动态响应能力强等优点。
柔性直流输电系统由交流主电源和直流侧电源组成。其中交流主电源通常为交流电网，直流侧电源可以是电池、直流电机或静态半导体设备。直流输电线路由导线、穿刺绝缘子和金属支架等部件组成。导线由两条电极线组成，每根电极线都由三个导体组成：一个纯铜导体用于输送电能，另外两个金属带用于绝缘和导引。
2、柔性直流输电系统与海上风电联合的特点
柔性直流输电系统与海上风电联合可以有效地解决海上风电集成到国家能源系统中的各种技术问题。与交流输电系统相比，柔性直流输电系统具有以下优点：
（1）电能传输能力强：通过电力电子控制，柔性直流输电系统能够实现高电压、高电流的传输，可以满足海上风电站电能输送的需求。
（2）安全性高：柔性直流输电系统能够实现在电流不同的两个点之间进行大电流无级调节，从而确保电能输送过程的安全和稳定。
（3）防止环境污染：柔性直流输电系统所涉及的电气元器件完全不含污染物质，对环境不会造成二次污染。
（4）系统稳定性好：柔性直流输电系统能够实现电力系统的稳定，保证电力承载能力、电压质量和动态稳定性等电力系统性能指标的有序运行。
3、海上风电通过柔性直流输电系统并网的控制策略
为实现海上风电与柔性直流输电系统的精确匹配，需要制定一套科学、先进的控制策略，使得海上风电调节并输送的电能能够有效地被柔性直流输电系统接受和再分配。具体的控制策略可以从以下几个方面进行考虑。
（1）电能匹配控制：海上风电站通过可调控变桨控制系统控制叶片角度，调整输出电功率，并通过变流器输出三相交流电。柔性直流输电系统通过电极极距、直流电压和直流电流等参数来实现海上风电站和陆地之间的电能输送。因此，需要实现海上风电功率输出与柔性直流输电系统内电能接受的精确匹配。
（2）电能分配控制：海上风电系统会产生不同的电功率，而柔性直流输电系统内各个发电单元需要按照一定的策略来分配输送到陆地的电能。在进行电能分配时，需要考虑发电站的电功率输出、导线电阻、输电线路潮汐和洋流等因素，使电能的分配更加合理、稳定和准确。
（3）失电保护控制：海上风电站和柔性直流输电系统都是高电压、大电流的输电设备。两者之间的严密配合可以有效地解决诸如失电、短路等突发事故。在实际运行中，如果出现一种输电线路出现了短路故障，需要及时启动整个柔性直流输电系统中的失电保护控制，并通过该控制策略实现故障线路的隔离和相邻线路的改变，使整个柔性直流输电系统的电力传输实现了完美的稳定。
4、总结
海上风电通过柔性直流输电系统并网的控制策略是一项控制海上风电能有效传输到陆地和与国家能源网络无缝对接的重要技术。本文介绍了柔性直流输电系统的技术特点，分析了海上风电与柔性直流输电联合的技术优势，并提供了三种控制策略以实现海上风电与柔性直流输电系统的交互操作。这些策略将是为海上风电倒逼通电技术的发展、促进海上风电与国家能源网络的高效对接作出的重要贡献。