随着不可再生能源的逐渐枯竭以及环境恶化问题越来越严重,新能源的优势不断显现出来。风能作为一种新型能源,在众多可再生能源中具有很强的竞争力,得到了国内外科研工作者的广泛关注。风电机组装机容量逐年上升,风力发电进入快速发展阶段,成为电网中的重要部分。因此,风电场系统在运行过程中的稳定可靠性是不容忽视的问题。风电场通常为中压系统,绝缘强度较低,因此过电压的存在会破坏系统正常运行,同时造成设备的绝缘损坏。关于陆上风电场的研究起步较早,目前关于陆上风电的研究已经相对成熟,但海上风电场的输电网络与之不同,由于环境的特殊性,海上风电场使用了大量电缆作为输电线路。当真空断路器动作,使得风机投入或退出系统时,行波将在电缆中传播并发生折反射现象,在系统内部产生暂态过电压,造成电力设备的绝缘损坏。本文首先对海上风电场操作过电压的产生机理及特点进行了阐述,并利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC进行了系统内各主要电力设备的模型搭建,包括真空断路器、电缆以及变压器,并建立了海上风电场系统仿真模型。仿真分析了合闸方式、合闸相位以及两种保护装置对过电压的影响。最后通过模拟试验的方法对本文所建立的仿真模型进行了验证,并采集了多个不同相位合闸时操作过电压的波形,分析了合闸相位对暂态过电压的幅值及陡度的影响。研究表明,RC阻容吸收器对过电压的抑制效果优于吸收电容器,能同时降低真空断路器的重燃次数以及过电压的陡度和幅值。同时在电压峰值处进行合闸操作时,产生的过电压幅值和陡度最高,预击穿现象最明显,越靠近电压过零点处合闸,过电压幅值和陡度响应越低,预击穿现象越弱。