相比于陆上风电，海上风电具有建设规模和机组单机容量大，靠近电力负荷中心，并网和消纳相对容易等特点．由于风机距离海岸较远，视觉干扰、噪声很小，海上风电还具有资源丰富、年利用小时数高、风速稳定、不占用土地资源、对生态环境影响较小等优势，在欧洲和美国等发达地区发展迅速。我国 海上风能资源丰富，大陆海岸线长约１８０００ｋｍ，水深２～１５ｍ 的海域面积辽阔，全年风速≥６ｍ／ｓ的时数为４０００ｈ，开发潜力巨大。另外，土地资源相对紧缺的东部沿海经济发达地区，能源供应结构有待优化，开发丰富的海上风能资源已经成为我国能源战略的一个重要内容。我国于２００６年开始海上测风，第一个大型海上风电项目———上海东海大桥海上风电场于２００８ 年建成投产。但受建设成本、电价水平、海洋规划、技术积累等因素制约，我国海上风电发展较慢。随着海上风力发电技术的逐渐成熟和设备国产化比例的提高，建设和运行成本将大幅降低，海上风电将成为未来新能源发展的重点。风力发电的波动性、间歇性和随机性导致了目前风电功率预测准确程度普遍偏低，同时大规模的风电并网会导致系统潮流、有功频率特性、无功电压特性等的变化，特别是网架结构比较薄弱的电网集中并入大规模风电时，系统的安全稳定运行将受到影响。另外，对于陆上风电、光伏等新能源在电网中所占比例较高的区域，海上风电接入电网会遇到更多问题。因而，海上风电接入电网时，需确保满足一定的性能指标，包括系统稳定性、暂态恢复能力、无功支撑能力、电压调整率、频率调整、电能质量等。为减少海上风电带来的不利影响，可以通过加强地区间电网和陆上电网的网架结构，提高电网输送能力和系统的安全可靠。

2. 研究的基本内容与方案

ＶＳＣ－ＨＶＤＣ输电系统（双端）的结构如图 １所示。系统中两个电压源换流器 ＶＳＣ２和 ＶＳＣ１分别用作逆变器和整流器，全控换流桥和直流侧
电容器是其主要部件。全控换流桥的每个桥臂均可以满足一定技术条件下的容量需求，由多个门极可关断晶体管 ＧＴＯ 或 绝 缘 栅 双 极 晶 体 管ＩＧ－ＢＴ 等可关断器件组成。为保证整个换流器连续可靠工作，直流侧电容可以起到稳定直流电压并为换流器提供电压支撑的作用；交流侧换流变压器是 ＶＳＣ 与交流系统间能量交换纽带；交流侧换流电抗器和滤波器的作用是滤除交流侧谐波。柔性直流输电送端站通常采用定有功功率控制，受端站通常采用定直流电压控制。该控制方式中有功功率与直流电压的参考值通常设为定值， 当此送端站与风力发电厂相连时，高压直流输电端功率参考值并不能随风场功率输出变化而改变；当风场输出功率变化时，高压直流输电系统不能对风 场功率变化及时做出响应，直流输电系统参考值与风场实际功率输出之间存在一定差额，从而导致系统频率不稳定，且偏离基准值附近。为增加海上 风场系统与柔性直流输电系统之间的耦合，在保持 海上风电场发电机侧换流站采用频率-有功功率控制方式时，离岸换流站工作在控有功功率模式，该有功功率控制增加辅助频率控制环节，根据系统频 率变化，柔性直流输电系统调整其有功功率参考 值。在这种运行模式下，离岸换流站能对风场输出 功率变化做出及时响应，系统频率能快速恢复稳定状态。

[1] P. Kundur. Power System Stability andControl [M]. New York: McGraw-Hill, 1994.

[2] 张兴. PWM整流器及其控制策略的研究[D]. 合肥工业大学, 2003.

[3] 李兴源, 柔性直流输电系统控制研究综述[J]．高电压技术，2016，42(10)：3025-3037．

[4] Yunhui Huang, Xiaoming Yuan, Jiabing Hu*,and Pian Zhou. Modeling of VSC connected to weak grid for stability analysis ofDC-link voltage control [J]. Emerging and Selected Topics in Power Electronics,IEEE Journal of, 2015, 3（4）：1193-1204.

[5] Yunhui Huang, Xiaoming Yuan, Jiabing Hu*,and Pian Zhou. DC-bus voltage control stability affected by AC-bus voltagecontrol in VSCs connected to weak AC grids [J]. Emerging and Selected Topics inPower Electronics, IEEE Journal of, 2016, 4（2）：445-458。

[6] 徐政．柔性直流输电系统[M]．北京：机械工业出版社，2012．
[7] Jeremy L．Integratingthe first HVDC-based offshore wind power into
PJM system-A real project case study[J]．IEEE Transactions on
Industry Applications，2016，52(3)：1970-1978．
[8] Decker J D，Woyte A．Review of thevarious proposals for the
European offshore grid[J]．RenewableEnergy，2013(49)：58-62．
[9] 徐蔚，程斌杰，林勇，等．多直流馈入系统不同电网分区方式比
较[J]．南方电网技术，2015，9(11)：18-24．
Xu Wei，ChengBinjie，LinYong，et al．Comparison ofdifferent grid
segmentation techniques in multi-infeed HVDC systems[J]．Southern
Power System Technology，2015，9(11)：18-24(in Chinese)．
[10] Ingleson J W，Allen E．Tracking theeastern interconnection frequency
governing characteristic[C]//IEEE Power and Energy Society General
Meeting．Minneapolis，USA，2010：1-6．
[11] 郭丽，赵成勇，李广凯，等．VSC-HVDC在电网黑启动时负荷恢
复阶段提高系统频率稳定性研究[J]．华北电力大学学报(自然科学
版)，2007，34(5)：22-26．
Guo Li，ZhaoChengyong，LiGuangkai，et al．VSC-HVDC for
enhancing power system frequency stability in the load restoration
stage of black start[J]．Journal of North China Electric Power
University，2007，34(5)：22-26(in Chinese)．
[12] 丁理杰，王渝红，张振，等．VSC-HVDC提高送端交流系统频率
稳定性的研究[J]．华东电力，2012，40(9)：1521-1524．
Ding Lijie，WangYuhong，ZhangZhen，et al．Improvement of
delivery side ac system frequency stability using VSC-HVDC facility
[J]．EastChina Electric Power，2012，40(9)：1521-1524(inChinese)．
[13] 朱瑞可，王渝红，李兴源，等．用于VSC-HVDC 互联系统的附加
频率控制策略[J]．电力系统自动化，2014，38(16)：81-87．
Zhu Ruike，WangYuhong，LiXingyuan，et al．An additional
frequency control strategy for interconnected systems through VSCHVDC[J]．Automation ofElectric Power Systems，2014，38(16)：
81-87(in Chinese)．
[14] 朱瑞可，李兴源，应大力．VSC-MTDC互联系统频率稳定控制策
略[J]．电网技术，2014，38(10)：2729-2734．
Zhu Ruike，LiXingyuan，YingDali．Afrequency stability control
strategy for interconnected VSC-MTDC transmission system[J]．
Power System Technology，2014，38(10)：2729-2734(inChinese)．
[15] Eriksson R，BeertenJ，GhandhariM，et al．Optimizing dcvoltage
droop settings for ac/dc system interactions[J]．IEEE Transactions on
Power Delivery，2014，29(1)：362-369．
[16] 赵晶晶，吕雪，符杨，等．基于双馈感应风力发电机虚拟惯量和
桨距角联合控制的风光柴微电网动态频率控制[J]．中国电机工程
学报，2015，35(15)：3815-3822．