世界第一条多端柔性直流输电工程于2013年12月在广东省汕头市南澳县投入运行,它由±160kV塑城换流站、±160kV金牛换流站和±160kV青澳换流站三站组成。该系统的充电启动过程是由220kV塑城变电站通过110kV塑换线给±160kV塑城换流站的换流变及换流阀充电完成的。在充电启动的过程中,因空载投入±160kV塑城换流站的166kV换流变压器而产生涌流,引起220kV塑城变电站的110kV母线电压波动,同时影响了南澳风电场和青澳风电场风能的送出。分析该系统充电启动过程产生涌流的原因,找到涌流抑制的合适方法,对系统的稳定、风电能源的输送以及设备和保护装置都有重要的意义。为方便进行各种研究,建立了南澳多端柔性直流输电系统的详细仿真模型,在苏南站对交流电网进行等值,其余与柔性直流相关的电网、设备、方式均按照实际系统参数建模。柔性直流换流站采用PSCAD自带的简化等效模式,可准确模拟多达200个功率模块串联的MMC电路,同时保证可以接受的仿真耗时。该模型仿真可以相对准确的模拟现场的运行特性。通过对南澳多端柔性直流输电系统启动过程的仿真研究,分析不考虑换流变铁芯饱和特性和考虑换流变铁芯饱和特性两种情况下电压电流的变化特性,指出在开始充电时刻,变压器励磁涌流等因素可能会造成交流电网电压严重跌落。基于投入空载变压器时励磁涌流产生的机理,对南澳柔性直流输电系统充电启动过程产生涌流的原因进行分析,并为了进一步分析变压器励磁涌流的特性,利用南澳柔性直流输电系统仿真模型建立了一个简单的仿真系统,通过仿真分析励磁涌流的特性,进而找出抑制措施。针对励磁涌流的特性,提出采用选相合闸的方法来解决上述问题,并通过换流站模型进行了仿真验证。同时对采用剩磁和偏磁互克原理的涌流抑制装置进行试验分析,修正断路器的分、合闸时间定值与现场断路器实际分、合闸时间一致,使断路器分、合闸角度接近目标角度90度,达到剩磁和偏磁互克的目的。试验结果验证了涌流抑制方法的有效性和可行性。