适用于全直流海上风电场的柔性换流高压大容量直流变压器

全直流海上风电场是支撑海上风电向大型化、深远海化发展的前沿技术,有望提高风电汇集与送出效率,减小海上平台体积.百千伏/百兆瓦级直流变压器是全直流海上风电场亟待突破的技术瓶颈.文中提出了一种柔性换流高压大容量直流变压器拓扑,探索了基于有源桥臂与晶闸管阀组、二极管阀组相配合的新型换流方式,结合了晶闸管、二极管阀组导通损耗低、功率密度高、串联技术成熟的优势与有源桥臂电压、电流波形高度可控的特点,从而实现高效率柔性换流、高可控功率变换,且输入、输出直流电流平滑,无须安装滤波器.文中详细介绍了所提拓扑的电路结构、工作原理以及控制策略,并通过±35 kV/±400 kV、300 MW仿真模型和小功率实验样机进行了验证.最后,与现有柔性直流输电模块化多电平换流器海上平台进行对比分析,说明了所提直流变压器拓扑的技术经济性.