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海上风能用之不竭、清洁绿色,海上风力发电技术的大力发展会对社会进步带来深刻变革。海上风电场接入主电网会改变电力系统的潮流分布,对电力系统的调度、网损和电压分布等问题产生影响。对于海上风电场并网系统,在满足电力系统安全约束的条件下,研究海上风电场接入电网后的最优潮流问题,有利于探究海上风电场接入电网后的电力系统经济运行规律。此外,确定海上风电场接入近海岸主网的最优公共连接点与海上风电场的最优安装容量,对于保证电力系统稳定运行、提高电力系统运行的经济效益意义重大。首先研究了海上风电场的三种并网方式,分析了高压交流输电、传统高压直流输电和柔性直流输电三种输电技术的输电结构及原理,比较了三种并网方式的工作特点,其中电压源型换流器VSC在技术上更占优势。并重点针对VSC-HVDC并网技术,分析了VSC的基本特性,并对VSC-HVDC的工程应用进行了介绍。在研究大量文献的基础上,本文分析了风电场中双馈异步风力发电机的安全运行极限,推导了VSC-HVDC系统的潮流方程,根据VSC的最大阀电流与VSC的最大直流电压,给出了VSC容量约束条件。并以交流系统发电厂总发电成本最小为目标,建立了海上风电场经VSC-HVDC并网的电力系统最优潮流模型,基于GAMS软件的非线性规划求解器对该模型进行了求解。分别在IEEE 14节点和IEEE 118节点测试系统上进行了算例仿真,验证最优潮流模型的正确性和有效性。其次,为降低海上风电场并网对系统无功功率分布和电压分布的影响,规划海上风电场并网系统的同时,考虑对无功补偿装置进行规划。在规划期内,计及海上风电场、VSC-HVDC系统、并联电容器的安装、投资、运行与维护成本,结合并联电容器组离散特性,以电力系统投资运营商效益最大为目标,提出了一个基于VSC-HVDC系统的海上风电场和并联电容器联合规划模型,其在本质上是一个复杂的混合整数非线性规划模型。为此本文提出了一个相应的解耦方法,在修改后的IEEE 118节点系统上,验证了该模型及其解耦方法的正确性和有效性。最后,通过比较解耦前后的规划模型,发现经过解耦的规划模型可以在GAMS仿真平台上寻得最优解。此外,根据考虑电容器前后的仿真结果可知,计及并联电容器的海上风电场规划方法的经济收益更高,系统总有功损耗更低。