2023年2月电工技术学报Vol.38No.4第38卷第4期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYFeb.2023DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.211666模块化多相永磁风力发电机串并联直流海上风电场电压协调控制崔鹤松1李雪萍1黄晟1黄凌翔2沈非凡1黄守道1罗德荣1吴公平3（1.湖南大学电气与信息工程学院长沙4100822.哈电风能有限公司湘潭4111023.长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114）摘要为满足高电压、大功率、高可靠性的风电场直流输电系统电能传输需求，该文提出基于模块化多相永磁风力发电机的新型串并联直流海上风电场拓扑，以及模块化多相永磁风力发电机串并联直流海上风电场电压协调控制方法。首先，建立基于模块化多相永磁风力发电机的直流风力发电系统数学模型，设计了模块化多相永磁风力发电机无差拍功率预测控制器，来提升dq轴电流跟踪精度和动态响应速度，并补偿无差拍预测控制器中的单拍延迟；然后，针对模块化多相永磁同步发电机串并联拓扑结构特点，提出一种考虑直流风电场潮流的功率-电压协调控制策略，通过实时调节风机的有功功率参考值，来抑制串并联直流风电场的风机过电压；最后，搭建了基于模块化多相永磁风力发电机的3×6×5MW串并联直流海上风电场的模型，来验证所提无差拍功率预测控制和功率-电压协调控制的有效性。关键词：模块化多相永磁风力发电机无差拍功率预测控制功率-电压协调控制中图分类号：TM6140引言高电压、大功率、高可靠性的海上风电系统是未来深远海风电场发展的趋势[1-3]。国内外学者对大型海上风电经济高效的收集和传输进行了广泛的研究。传统海上风电场仍采用交流集电系统，风机塔架中需要安装重型交流变压器，以满足集电系统的电压水平。交流海底电缆长距离输电造成功率波动大、并网连接薄弱、电能损耗高等问题[4]。基于电压源型变流器（Voltage-SourceConverter,VSC）的高压直流输电（High-VoltageDCTransmission,HVDC）技术无需大型滤波器[5-6]，并且能够降低运输、安装和维护成本，VSC-HVDC已成为远距离、大容量电能传输的理想技术路线。具有直流集电与传输系统的风电场具有良好的发展前景[7-12]。与传统的VSC-HVDC交流集电系统相比，全直流风电场具有消除大型交流变压器、提高效率和功率密度、减小电缆尺寸和质量等优点[8-9]。全直流海上风电场的串并联拓扑能降低集电系统网损，无需海上换流器，具备减少建设与维护成本的优势[10]。串并联拓扑中同一风机串联簇各机组的可用风能不同，风速较高的风机...
