《电力自动化设备》2025年第45卷第12期为“新型电力系统关键技术：大规模海上风电规划设计、运行控制与装备制造技术”专辑，所收录的28篇论文，涵盖了海上风电汇集与接入系统规划、海上风电功率预测与优化运行、海上风电系统稳定分析与控制、海上风电装备与运行维护等方面的内容。专辑已于2025年12月10日正式出版。
海上风电全直流并网关键技术研究综述
迟永宁，席迅，薛安成，刘宏志，黄阮明
DOI：10.16081/j.epae.202511002
摘要：海上风电全直流输电系统具有系统结构简单、损耗低、输电能力强等显著优势，被视为极具潜力的下一代深远海风电高效送出技术，但其工程化应用仍受关键设备性能与系统控制保护难题的限制。梳理了直流风机、DC／DC变换器等直流输电关键设备的实现方案与优选拓扑；开展了直流汇集系统组网方式比对，并归纳了相应的控制与保护技术；探讨了全直流并网系统在故障穿越、振荡抑制、频率支撑方面的关键技术挑战与发展趋势；给出了未来研究重点，亟需在新型拓扑、构网控制与稳定分析方面开展深入研究。从根本上提升海上风电全直流送出系统技术方案的可靠性、经济性与电网支撑能力，并为后续大规模复杂全直流输电系统的研究提供理论参考与技术支撑。
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基于并联运行柔性直流与DRU直流的深远海风电异构直流送出系统
叶文瑶，张哲任，徐政
DOI：10.16081/j.epae.202511001
摘要：为了结合模块化多电平换流器(MMC)的技术优势和二极管整流单元(DRU)的经济优势，提出一种基于并联运行柔性直流与DRU直流的海上风电异构直流送出方案，用于深远海风电场集群送出。介绍系统构建方案，提出基于有功功率-电压幅值负反馈控制和无功功率-频率正反馈控制的海上MMC换流站控制策略，并进行系统稳定性分析和稳态潮流计算；分析系统在交直流故障下的特性，提出基于直流耗能装置附加直流电流抑制控制的故障处理策略；通过算例仿真验证所提方案和控制策略的有效性。
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基于辅助弱联络的海上风电多端异构直流送出系统
吴禹承，宋强，赵晓斌，李峰，邹常跃，王彦峰， 彭穗，冯俊杰，李政轩
DOI：10.16081/j.epae.202510003
摘要：在海上风电直流送出系统中，二极管整流器(DR)相比于模块化多电平换流器(MMC)具有成本低与紧凑性高的优势，但也存在黑启动困难、不具备交流构网能力等问题。为了充分利用DR的优势，实现千万千瓦级海上风电集群化直流送出，提出了一种基于辅助弱联络的多端异构直流送出拓扑结构。在海上各端分别采用MMC与DR拓扑，并在MMC端与DR端之间设置小容量直流辅助弱联络线。通过辅助弱联络线可以从MMC端向DR端风电场传输小容量有功功率，解决DR端风电场的黑启动、近零功率运行等问题。提出了联络逆变器的Q/f型协同构网控制策略及基于最小联络功率的外环控制策略，可以使联络逆变器与海上风机协同构建海上交流电压和频率，并在黑启动、正常稳态、近零功率等多运行模式之间自适应平滑切换。仿真结果验证了所提拓扑方案和控制策略的可行性与有效性。
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基于线路损耗预估和断路器配置优化的大型海上风电场集电系统规划
张小亮，廖锦程，王秀丽，陆翌，丁超，张海涛，赵勃扬
DOI：10.16081/j.epae.202510010
摘要：集电系统规划是海上风电场设计的重要环节，考虑线路损耗和断路器配置对提升海上风电场的经济性与可靠性具有重要意义。建立了线路损耗预估模型，确定线路最优选型；基于线路带风机数量建立了适用于大规模海上风电场集电系统的规划模型；建立了线路级可靠性评估模型，使模型兼顾线路损耗与可靠性优化。以某装机容量为375 MW的海上风电场为例分析集电系统可靠性，结果表明线路级可靠性评估模型能有效优化集电系统断路器配置。对某装机容量为750 MW的大型海上风电场进行多升压站规划，结果表明该模型可有效降低集电系统成本，具有高效求解大型海上风电场集电系统的多升压站拓扑规划问题的能力。所提方法无须对风电场进行预设分区，具有良好的工程适用性与全局优化能力。
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海上风电场充电平台与电动化航运协同规划方法
李昊，黄文焘，余墨多，王杰，樊飞龙，邰能灵
DOI：10.16081/j.epae.202510024
摘要：海上风电通过配储可提供一定的灵活性支撑，但同时面临利用率低的困境，亟需探索新的利用模式以最大化发挥储能与海上风电的协同效应。考虑海运电气化、海上风电、储能的时空耦合特性，提出以海上风电场作为电动船舶海上补能节点的充电平台-电动化航运协同规划方法。考虑新能源出力与海况的不确定性，建立大流量电动化航运海上充电鲁棒优化模型，并采用嵌套列和约束生成算法迭代求解海上储能与充电平台的最优容量配置。以中国东南沿海海上风电场为对象，基于船舶自动识别系统数据进行案例分析。结果表明：基于海上风电场作为充电节点为电动船舶进行海上补能，可有效降低船载带电量，增加运载空间；海上风电场较低的度电成本可降低船舶补能成本，同时提升海上新能源消纳水平，二者具有显著的协同效应。
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面向氢储双向运行机制的海上风光氢储一体化发电系统容量协同优化方法
刘沛津，冯涵蕴，魏平，焦玉婵，党佳露，孙艺阁
DOI：10.16081/j.epae.202510020
摘要：针对海上风光发电波动消纳及氢储系统运行灵活性不足问题，提出一种面向氢储双向运行机制的海上风光氢储一体化发电系统的容量协同优化方法。基于系统拓扑结构构建氢储双向运行框架，考虑海上运行环境及氢储容量状态，建立各子系统数学模型；构建系统容量-运行协同双层优化模型，上层以最小化年均规划成本为目标，涵盖基础建设、设备投资、置换、运维以及输电系统建设成本，下层以最大化典型日运行净收益为目标，统筹售电、碳减排、售氢、购电、弃电、运维等经济指标；为求解该复杂非线性模型，提出结合改进蜣螂优化算法与CPLEX求解器的混合求解策略，实现容量配置与运行调度的联合优化。通过华东海域进行算例分析，验证所提方法在提升系统经济性、低碳性及运行灵活性方面的协同效应。
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基于新型时空预测模型STICA的超短期海上风电出力预测
胡纪元，任奕铭，张晨浩，林红帆，张明轩，宋国兵
DOI：10.16081/j.epae.202510025
摘要：传统海上风电出力预测方法难以充分捕捉海上风电场的复杂时空相关性，导致预测精度受限。为此，设计一种具有优秀时空信息挖掘能力的时空交互因果注意力神经网络(STICA)，并用于超短期海上风电功率预测。因果注意力模块用于构建变量间的依赖关系，自适应学习风机功率与相关变量之间的相关性；动态图卷积网络用于动态生成风电场之间的空间联系；结合经相关性学习后的序列及动态图卷积网络生成的结果，层次化交互式时间序列分解模块用于建立多维时间数据的时序关系，实现超短期海上风电功率的有效预测。使用海上风电机组实测数据进行分析验证，结果表明所提方法具备优良的超短期海上风电功率预测能力，与常规预测模型相比，该方法在预测准确度和效率上均有提升。
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台风天气下风电功率预测偏差超短期预警与误差修正方法
梁志峰，朱立轩，李彪，王清凉，陈大玮
DOI：10.16081/j.epae.202509021
摘要：针对台风天气下复杂气象条件导致风电功率预测偏差增大、精度下降的问题，提出了一种考虑气象功率耦合特性及误差修正的预测偏差预警方法。挖掘典型台风场景，基于时频域多维特征揭示台风天气对风电功率的总体影响机制。建立基于灰狼优化的极限学习机(GWO-ELM)模型的风电功率预测偏差超短期预警模型，在保证计算效率的同时提升稳定性，实现针对台风天气下风电功率突变、爬坡等事件的可靠评估和预警。结合预测模型的误差特性，采用改进的精度提升模型降低预测时延的影响，改善风电功率预测偏差预警效果。选取我国南部某省风电功率数据进行对比实验，验证所提方法的有效性。实验结果表明，所提方法可实现台风天气下风电功率预测偏差的准确、高效预警，融合误差特性的改进模型可进一步提升预测偏差评估精度。在4种不同的台风场景下，所提方法的平均预测准确率均高于96.4%，与常规方法相比可提升约1%且计算成本更低。
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基于自适应动态分配的海上风电场多目标无功优化
李振坤，魏星源，朱尧靓，赵晋斌，张笠君，符杨
DOI：10.16081/j.epae.202510022
摘要：随着海上风电规模的不断扩大，传统固定功率因数的无功调度策略难以匹配大规模海上风电的快速波动，导致风电场内部电量损失和电压越限问题日益突出。为此，提出一种海上风电场多目标无功优化分配策略。为确定海上风电场的无功需求，建立电缆充电功率模型和无功电压灵敏度矩阵；构建全损耗模型以量化无功分布对系统有功损耗的耦合影响；制定动态权重多目标优化策略，自适应协调损耗、电压及无功裕度目标，优化分配各风机的无功出力。搭建总容量为400 MW的海上风电场作为仿真算例，结果表明，所提策略能根据实时工况调整3个优化目标的优先等级和权重占比，协同实现节点电压偏差最小化、有功损耗降低以及无功裕度提升。
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物理信息与时空图数据联合驱动的海上风电并网系统频率响应预测
周芷汀，李辉，郑杰，谭宏涛，张振，张浩，向学位
DOI：10.16081/j.epae.202510019
摘要：海上风电大规模并网改变了电力系统频率动态特性，准确预测扰动后的频率响应对系统安全稳定运行至关重要。现有频率响应预测方法未充分考虑电网拓扑结构和风电调频机理，导致时空特征利用不足且缺乏可解释性。为此，提出一种物理信息与时空图数据联合驱动的海上风电并网系统频率响应预测方法。建立计及虚拟惯量综合调频控制策略的风电机组动态模型，在此基础上构建风电并网系统频率响应解析模型；设计电力系统时空图卷积网络架构，通过图卷积层挖掘节点间的空间拓扑关系，利用时间卷积层提取频率相关时序特征；采用物理信息嵌入方法将风电并网系统解析频率响应值作为增强特征融入网络架构；在改进的IEEE 39节点和IEEE 14节点系统上进行验证。结果表明所提方法相比传统深度学习方法对频率响应曲线和关键频率指标的预测精度提升，且在不同风电渗透率下表现出良好的泛化能力。
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计及尾流效应的海上风电场风速重构与动态调频能力评估
黄思哲，裴建华，王镜毓，陈金富，姚伟，段献忠
DOI：10.16081/j.epae.202510002
摘要：为提升海上风电场动态调频能力评估的准确性，针对尾流效应与大气环流耦合导致的风电机组入流风速建模难题，提出一种基于去噪扩散概率模型的海上风电场时空风速重构方法。通过训练去噪扩散概率模型挖掘风电场内入流风速复杂时空关联特征，并基于有限入流风速观测点重构计及尾流效应的全场站运行风速，有效提升了计算效率与非线性关系的表征精度。在此基础上，融合风电机组控制策略与实时运行动态，建立海上风电场调频能力动态评估方法，实现时间与空间双重维度下风电机组调频能力的精准评估。仿真结果表明所提方法能够高精度重构复杂风况下的风电机组入流风速，对不同风速场景具有良好的鲁棒性，显著提升了动态风况下风电场调频能力评估的准确性。
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计及含制氢海上风电多点馈入可调度域的交直流电力系统低碳经济运行
张智泉，周华健，符杨，李振坤，邓莉荣
DOI：10.16081/j.epae.202510007
摘要：具有灵活双向调节和零碳特性的含制氢海上风电系统是实现风电完全消纳及受端电网低碳经济运行的有效途径。针对海上风电场组网后馈入陆上电网形成的交直流电力系统，提出了一种计及含制氢海上风电多点馈入可调度域的交直流电力系统低碳经济运行策略。基于计算几何理论，构建含制氢海上风电并网点的多时段可调度域，实现含制氢海上风电可调度能力的可视化。建立含制氢海上风电多时段可调度域的分布鲁棒低碳经济运行模型，并利用可调度域降低模型求解复杂度和保守性。对含11节点海上电网的IEEE 30节点交直流电力系统进行仿真。结果表明所提方法能够使系统的运行成本降低17.09%，弃风率降低28.8%，具有显著的低碳经济效益。
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基于费马模糊的海上风电交流送出系统谐振分析与抑制
符杨，周钰，田书欣，李振坤，米阳
DOI：10.16081/j.epae.202509008
摘要：为了分析海上风电固有复杂不确定性与交流海缆送出系统之间的谐振扰动传递机理，提出一种基于费马模糊的海上风电交流送出系统谐振分析方法及抑制策略。建立考虑海上风电网侧变流器控制系统以及海缆分布参数模型的海上风电交流送出系统阻抗模型，研究长距离交流海缆载流量及电压分布特性。从海上风电功率预测不精确、海洋环境信息不完备、海上送出设备参数不确知等复杂不确定性与海上风电交流送出系统的交互耦合作用着手，分析海上风电电压电流振荡变化的主导因素。引入费马模糊定理，结合海上风电不确定性因素的接受域、边界域以及拒绝域，提出考虑海上风速波动、海上交流送出系统故障率和运行特征参数变化的区间整定方法，进而对非理想电网条件下海上风电机网交互谐振现象进行机理分析并给出抑制措施。通过时域仿真验证了所提方法的正确性和有效性。
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考虑尾流效应的海上风电宽频振荡稳定特性聚合分析方法
李博，刘正富，江健健，陈沐阳，蔡啸，张宁
DOI：10.16081/j.epae.202510028
摘要：随着海上风电场规模扩大化、结构复杂化，其内部尾流效应导致机组运行工况差异显著，传统单机等效建模方法难以准确评估系统宽频振荡稳定性。针对这一问题，提出一种考虑尾流效应的海上风电宽频振荡稳定特性聚合分析方法。通过构建系统的等效阻抗来描述系统的振荡特性，并将复杂的多机组工况映射至并网点潮流空间，实现仅依赖场站的总有功出力、总无功出力即可判别系统的稳定性。基于某实际海上风电场的算例分析结果表明，所提方法不仅能揭示不同场内无功电压控制策略对稳定性的关键影响，且相较于传统单机等效建模方法，其评估的稳定域比更加精确。将所提方法应用于机组组合优化，可将满足振荡稳定约束的调度方案比例从55.2% 提升至100%，验证了所提方法在提升评估准确性与优化结果安全性方面的工程实用性。
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考虑功率因数及相角差的新能源电力系统小扰动系统强度分析
傅中钰，唐宇，汪莹，辛焕海，胡光
DOI：10.16081/j.epae.202511004
摘要：大规模海上风电受风资源时空波动性与集群化运行调度需求的影响，不同跟网型风电装备的运行功率因数与电压相角差呈现出显著的多样性，导致传统额定工况下的建模与稳定分析方法失效。为此，提出考虑实际工况下跟网型风电装备功率因数及电压相角差多样性的多馈入系统强度量化方法。建立计及功率因数及电压相角差多样性的多馈入系统的闭环模型，通过模态分析推导得到特征函数，并构造具有明确物理意义的特征子系统；基于特征子系统进一步提出实际工况广义短路比指标及适用于实际工程应用的系统强度量化方法。通过算例仿真验证所提方法的有效性，结果表明优化风电装备功率因数的分布特性并维持较小的电压相角差，是增强系统强度的2个关键因素。
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海上风电并网系统暂态同步稳定性的单机等效直接分析方法
任必兴，王大江，朱鑫要，陈春宇，周前，李强
DOI：10.16081/j.epae.202510029
摘要：针对海上风电场机组数量庞多、连接复杂造成的暂态同步稳定分析困难的问题，提出基于单机等效的海上风电场暂态同步稳定性直接分析方法。建立面向暂态同步稳定分析的海上风电并网系统模型；基于机组模型系数矩阵与电网节点阻抗矩阵的相似变换，建立系统单机等效模型，据此提出暂态同步稳定的直接分析方法。通过算例分析验证了所提方法的有效性，结果表明，基于所提方法可通过对单机系统的分析判定多机系统稳定性。
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基于惯性同步的构网型永磁风电机组暂态控制改进策略
张浩，李辉，谭宏涛，郑杰，张振，向学位
DOI：10.16081/j.epae.202510021
摘要：惯性同步控制可通过机网侧控制逻辑维持永磁风电机组构网运行，但在暂态工况下存在直流电压越限导致的惯性同步失效和暂态过流冲击问题。为此，提出一种改进的暂态控制策略，以兼顾惯性同步并网有效性与过流抑制。增加直流电压-机侧有功功率下垂环路，考虑电压波动约束与功角曲线特性整定控制系数，使得机侧主动减载以维持直流电压稳定并保持惯性同步控制不失效；基于调制与限流双重约束重构等效内电势以抑制过流稳态周期分量，再结合反正切函数与电流越限边界设计自适应虚拟阻抗以抑制暂态直流分量。基于半实物实验平台验证所提策略的有效性，结果表明，在电网电压对称跌落时，所提策略可有效保障直流电压稳定和惯性同步控制有效，同时将暂态过电流限制在变流器电流上限与调制极限约束内。
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大型风电场并网发电动态仿真建模及实时集成仿真平台
张智翔，张琛，李征，蔡旭，朱益华，罗超
DOI：10.16081/j.epae.202510030
摘要：大型风电场并网发电过程包含时变风能捕获、气-机-电能量转化、电力汇集及并网3个主要动态过程。针对目前风电场仿真中气动与电气分离及对风电场流动主导特性刻画不足的问题，提出一种考虑动态时空关系的风电场实时动态联合仿真方法。建立了计及分布式尾流计算、疲劳载荷计算、风电机组、集电并网系统以及场站监控系统的动态模型，给出了风电场多学科模型联合仿真的实时数据交互方法，最终基于RT-LAB实时仿真平台构建了计及流场-气动-发电-变流-并网全过程动态的风电场联合仿真系统。由风电场数据采集与监视控制(SCADA)数据进行仿真验证，结果表明所提出的风电场实时集成仿真平台能够较真实地反映风电场运行状况，可用于更真实的并网发电问题研究和验证。
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基于适应性斯皮尔曼相关系数的远海风电直流串并联汇集网络多端量保护方法
张雨宁，郝治国，陈彦昕，苏毅能，刘伟，王挺
DOI：10.16081/j.epae.202510026
摘要：远海风电规模化催生出全直流送出系统，直流边界元件的缺失弱化了保护依赖的边界特性，使传统保护机制在全直流系统中的适应性欠佳。为此，分析直流串并联汇集网络区内外故障下汇集母线侧多端电流的初始单调性差异，引入动态时间规整算法解决故障参数不同导致初始单调电流序列长度不一致的问题，利用斯皮尔曼相关系数刻画变化趋势相似性，并提出基于适应性斯皮尔曼相关系数的汇集网络多端量保护原理。MATLAB/Simulink仿真测试结果表明，该保护方法可利用1 ms的数据窗长准确可靠辨识区内外故障，可耐受10 Ω的高故障电阻和30 dB的噪声干扰，且对通信同步的要求较低。
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基于串并联子模块的MMC电容电压纹波抑制策略
尹号，于大川，李梅航，周念成
DOI：10.16081/j.epae.202510027
摘要：模块化多电平串并联换流器(MMSPC)子模块长期串联运行导致电容电压波动显著增大，限制了系统性能的提升。针对这一问题，提出一种基于2倍频环流注入的控制策略，用以抑制电容电压波动。针对调制过程中子模块充放电不均的问题，设计周期性开关状态置换方法，以增强能量均衡性。通过桥臂功率分量解析与瞬时功率平衡原理，构建2倍频环流控制器，实现对基频波动分量的动态补偿。在MATLAB/Simulink平台构建并网逆变模型，仿真结果表明，该策略可在保持子模块电容电压纹波幅值不变的情况下，有效降低子模块电容容值30%以上，并显著提升电容电压一致性，从而减少了子模块的体积与成本，提升了系统整体经济性，为深远海上风电的高效并网提供了一种解决方案。
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面向轻型化海上换流站的多桥臂复用型MMC拓扑及其能量均衡控制策略
王锐，王毅，高玉华，苏子萌，吴笑音，于义轩
DOI：10.16081/j.epae.202510004
摘要：为了提高海上风电场景中模块化多电平换流器(MMC)的轻型化程度，提出了一种多桥臂复用型换流器(DAM-MMC)。DAM-MMC基于多桥臂分时复用的思想，引入了相单元桥臂复用的运行模式，实现子模块及其电容数量的大幅降低。在实现轻型化的基础上，DAM-MMC进一步复用直流侧桥臂，提出了全导通运行模式，从而实现该换流器的能量自均衡。由此，DAM-MMC可以通过对多桥臂的复用，在变化的调制比下维持子模块电容电压的稳定，实现灵活的宽范围运行。与MMC相比，该拓扑的子模块及其电容数量减少了约54%。通过MATLAB/Simulink仿真平台验证了所提拓扑及控制策略的可行性。
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基于相变冷却的海上风电变流器用电抗器轻量化研究
袁文杭，熊斌，赵晟，杨张斌，蔡熹，陈飞宇
DOI：10.16081/j.epae.202510006
摘要：大容量海上风电机组在整体布局中通常将变流器安装于机舱内，其中电抗器需要考虑高效合理的冷却方案以解决高功率密度引发的散热问题。提出一种新型相变冷却方案，以提高散热性能，实现电抗器功率密度的提升。以一台电感为1 mH的电抗器为例，分析了电抗器的电磁和散热结构特点，设计了相变冷却系统，并利用多目标遗传算法进行电抗器参数优化设计。基于优化设计方案建立了三维温度场仿真模型，获得了相变冷却电抗器的温度分布特征。对比结果表明，所提优化设计方案可使电抗器总质量和体积分别减小15.4%和17.9%。基于相变冷却电抗器线圈温升实验平台，验证了相变冷却系统的散热性能，以及所提电抗器轻量化方案的可行性。
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多端口级联多电平型内嵌式直流潮流控制器
岳菁鹏，蔡海青，安然然，伍文聪，顾浩瀚
DOI：10.16081/j.epae.202508022
摘要：针对网状高压直流输电系统因线路数量超过可控节点数量导致的潮流控制自由度不足问题，提出一种多端口级联多电平型内嵌式直流潮流控制器(eDCPFC)。该控制器与模块化多电平换流器(MMC)耦合，通过协同控制实现能量平衡，无需额外电源或隔离变压器，实现了多端口潮流的双向灵活调控。针对多端口级联多电平型eDCPFC拓扑结构，提出了eDCPFC与MMC的协同控制、eDCPFC内部子模块能量平衡控制以及基于q轴电压注入的内部环流优化控制策略。全功率仿真结果和小功率样机实验结果验证了所提控制策略的可行性与有效性，所提eDCPFC可以调节多条线路潮流。
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一种用于海上风电全直流并网系统故障阻断的新型MMC子模块
刘其辉，许倩倩，冯驰，田鑫，袁振华
DOI：10.16081/j.epae.202505013
摘要：基于模块化多电平换流器(MMC)的高压大功率DC/DC变换器是海上全直流风电场功率外送的关键设备。针对传统半桥子模块缺乏故障阻断能力，无法实现故障快速清除的问题，提出一种具备故障电流阻断能力的新型MMC子模块拓扑。分析DC/DC变换器直流故障电流特性，引出基于新型子模块拓扑的直流故障阻断原理，通过在故障期间将电容反向接入故障电流回路提供反电动势，实现故障隔离和短路电流抑制。与其他具备故障阻断能力的子模块拓扑相比，所提拓扑器件使用数量较少，成本低，工作损耗小。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型，仿真结果验证了采用该子模块的MMC-DC/DC变换器能够实现故障电流的快速阻断及故障之后的快速重启。
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考虑多机会因素融合的海上风电场预测性机会维护策略
黄玲玲，王全德，应飞祥，何川，符杨
DOI：10.16081/j.epae.202510017
摘要：海上风电场经济运维是一个复杂博弈优化问题，其面向多机组多部件，涉及海上气象条件、海上交通与吊装维护工具等约束，机组预防性维护可能造成设备剩余寿命浪费，事后维护可能导致长时间停机损失。对此，在对海上风电场机组机会维护因素进行归纳与分类的基础上，提出了一种包含机组部件故障预警与状态预测信息、海上低风速条件以及海上多类型交通与维护工具约束等的多机会维护因素模型，并建立了考虑多机会因素融合的海上风电场预测性机会维护决策优化模型。然后，通过构建动态三时间窗不断更新部件状态和外界风浪变化信息，利用粒子群优化算法对海上风电场进行维护决策优化求解。通过包含50台风电机组的海上风电场算例验证了所提维护策略模型与算法的有效性与优越性。
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计及电氢输运耦合的海上风电场检修-运行协同鲁棒优化策略
张磊，娄世元，叶婧，王满康
DOI：10.16081/j.epae.202511005
摘要：为了发挥氢能汇入优势，解决深远海风电场检修工作难以开展、花费高昂以及与系统运行难以协调的问题，提出一种考虑多能联动与检修运行间影响的协同优化策略。基于海上制氢基地的地理、资源优势，将海上制氢基地作为检修作业与氢能运输的中枢，提出联合制氢基地的海上风电场检修策略。考虑改进检修策略对系统运行的影响，保障检修期间电氢耦合风电场的能量输送，建立多能耦合的海上风电场检修-运行协同优化模型。计及多种不确定性给检修与运行带来的风险，将已有确定性优化模型转换为两阶段鲁棒优化模型，并采用嵌套式列与约束生成算法对鲁棒优化模型进行求解。通过算例分析证明所建模型可有效降低深远海风电场的检修成本，同时能实现检修任务与系统运行的协同优化，具有较强的鲁棒性。
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MMC桥臂电抗器电流分布特性与匝间短路故障诊断方法
刘浩宇，高树国，李沂新，李润恺，祝令瑜
DOI：10.16081/j.epae.202511003
摘要：海上风电运行环境复杂，模块化多电平换流器(MMC)拓扑中桥臂电抗器运行特征与交流电压下的电抗器有显著差异。根据桥臂电抗器含谐波交流与直流叠加的工况特点，提出采用工频畸变率和2倍频畸变率分布的匝间短路故障诊断方法。仿真与实验结合，研究了激励幅值、激励频率和短路位置对电抗器各层电流分布的影响规律；进一步研究了复合频率激励下的电流分布特性。提出了采用工频畸变率与2倍频畸变率作为特征值，对其进行二阶中心差分可有效识别匝间短路故障。所提监测方法显著提升了桥臂电抗器匝间短路故障诊断的灵敏度和稳定性。
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基于VAE-ECAAtt-BiLSTM模型的海上风电机组复合故障预警
魏书荣，胡徐曾，符杨，李强，李雅然
DOI：10.16081/j.epae.202510005
摘要：海上风电机组运行环境恶劣、故障率高，且部件之间的功能相关性、结构相关性导致各部件故障间耦合关系复杂。为实现对海上风电机组单一部件故障及其引发的次生故障的精准识别，避免复合故障的快速演化造成重大损失，提出一种基于VAE-ECAAtt-BiLSTM模型的海上风电机组复合故障预警方法。基于数据采集与监视控制(SCADA)系统运行数据进行灰色关联分析，构建变分自编码网络并进行样本学习，通过核密度估计法计算得到早期单一故障的判别准则。计算故障部件与其他部件的关联耦合系数，通过改进双向长短期记忆网络预测发电机的运行温度，设置动态告警阈值，对单一故障衍生出的早期复合故障进行预警。以国内某2座海上风电场的SCADA系统数据为例进行分析，结果表明：所提方法在发生海上风电机组单一故障后，能提前55~79 h进一步识别出前序故障导致的复合故障，为海上风电大规模开发提供技术支撑。
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