近年来,可再生能源的装机占比逐年提升,风力发电作为其中一种应用形式有很大的发展潜力。在日益增长的风能市场和有限的陆上可用空间中,海上风电场总发电量和安装容量逐年提高,对环境的控制要求也越来越严格,直流场成为许多电气设备的安置场所。设于户内直流场的桥臂电抗器运行时散发大量热量,合理的气流组织设计对保证设备正常工作和整个输配线路平稳运行有重要意义。本文通过数值模拟的方法,对户内直流场中桥臂电抗器散热冷却的气流组织方案进行了优化研究。首先,以CFD数值模拟软件为研究工具,建立了如东某海上风电柔直换流站户内直流场仿真模型,分别对上送下回和下送上回两种气流组织方案进行模拟计算,通过温度场和速度场分布特征分析存在的不足。提出了一种“目标送风”方案,将送风口布置在电抗器正下方,把冷风送到电抗器所在区域。通过与前两种方案进行定量对比,结果显示目标送风下电抗器表面最高及平均温度均下10℃以上,冷却效果最佳。其次,根据“目标送风”方案和双层桥臂电抗器结构特点,设计了一种导流结构,在上单元内设置导流锥柱,在上、下单元连接处设置导流套。利用Fluent软件对基础模型和“目标送风+导流结构”优化模型分别进行模拟计算,结果表明优化模型可使电抗器表面最高温度降低20.9℃,平均温度降低16.5℃,大幅改善了降温冷却效果,此外,还通过计算发现当送风速度为3m/s时有最佳的冷却效果。本文还对单层桥臂电抗器散热冷却方案进行了研究,设计了一种限流结构。通过模拟结果分析了限流结构对强化单层桥臂电抗器散热冷却的有效性,并发现相比圆形风口,环形风口可改善设备散热冷却效果,并验证了限流结构应用于双层桥臂电抗器降温冷却的有效性。最后,以空调系统运行功耗为研究指标,分析研究了“目标送风+导流结构”气流组织优化方案达到工程设计方案相同冷却效果时,送风量和送风温度对空调系统节能潜力的影响,得出了优化方案的最佳送风参数工况下可节省约28.87%的运行功耗。