1柔性直流輸電工程技術介紹

1.1柔性直流輸電換流器技術

柔性直流輸電的換流器可根據橋臂的等效特性，分為可控電源型和可控開關型兩類。可控電源型交流器的儲能電容分散于各橋臂中，其換流橋臂等效為可控電壓源，通過改變橋臂的等效電壓，間接改變交流側輸出電壓。可控開關型換流器的換流橋臂等效為可控開關，通過適當的脈寬調制技術控制橋臂的開通與關斷，將直流側電壓投遞到交流側。目前投入工程應用的換流器技術中，無論是兩電平還是半橋型模塊化多電平換流器，均存在無法在直流故障下實現交直流系統隔離的問題。而全橋式和鉗位雙子模塊型模塊化多電平換流器，由于可以使橋臂等效輸出電壓為負，在直流電壓急劇降低時，仍然可以支撐交流電壓，從而實現對交流側短路電流的抑制作用。

1.2柔性直流輸電控制與保護

柔性直流輸電保護系統的主要功能是保護輸電系統中所有設備的安全正常運行，在故障工況下，能夠迅速切除系統中故障或不正常的運行設備，以保證剩余系統的安全運行。高壓直流輸電系統的保護配置需要同時滿足可靠性、選擇性、靈敏性、快速性、可控性、安全性等原則，易于運行維護。基于模塊化多電平換流器系統保護策略兩者主要的區別在于具體的保護區分和保護算法設計，大致可分為交流側保護、換流器保護和直流區保護。

2柔性直流輸電工程應用領域及現狀

2.1柔性直流輸電工程應用領域

現階段由于柔性直流輸電技術特點，其構成的系統可以廣泛應用于可再生能源接入、孤島供電、城市供電、智能電網互聯等領域。用于風電、太陽能等功率輸出波動較大的可再生能源接入，可以緩解功率波動引起的電壓波動，改善電能質量。用于海島、海上鉆井平臺供電時，可以充分發揮柔性直流系統自換相的技術優勢，大幅減少投資及運行費用。用于向城市中心供電，可以控制有功及無功功率，解決電壓閃變等電能質量問題，提高系統穩定性，并且可以在無電磁干擾及不影響城市市容的情況下，完成城市電網的增容改造，滿足城市中心負荷的需求和環保節能的要求。用于電網互聯，不僅可以完成電網間功率交換的功能，還可以憑借其快速獨立調節無功功率、不提供短路電流等技術特征，解決大規模電網中的動態穩定性及短路電流超標等問題。

2.2國外柔性直流輸電工程應用現狀

截至2012年底，全球共有16個國家投入柔性直流輸電工程建設，其中有13個柔性直流輸電工程投入運行，其中四個用于風電廠接入電網，6個用于電網間互聯，1個用于大型城市的供電，2個用于海上鉆井平臺供電。

2.3國內柔性直流輸電工程應用現狀

我國在柔性直流輸電工程技術研究與應用方面起步較晚。2006年之前都集中在兩電平換流器柔性直流輸電系統建模與仿真分析等方面，對于工程技術的研究少有涉及。2006年，國內研究單位開站了基于MMC的柔性直流輸電工程技術研究，在技術層面取得了突破性進展，并于2011年7月在上海南匯投運了中國首條柔性直流輸電示范工程。國家電網計劃于2014年在舟山電網建成一個5端柔性直流輸電工程，包含5個換流站，系統總容量1000MW，其中最大的換流站容量為400MW，直流電壓等級為±500kV。該工程是目前世界上端數最多的柔性直流輸電工程，工程的建設與實施為未來實現海島供電、可再生能源并網、多端直流輸電等應用，提供技術和工程上的良好借鑒。

3結論與展望

隨著社會的發展，全球應對氣候變化的要求及能源供給安全形式日趨嚴峻，迫切需要構建更為智能、清潔、高效、可靠的輸電網絡，因此柔性直流電技術也成了世界各國電力行業發展的努力方向。柔性直流技術以其有功無功獨立調節、無源供電能力以及易于構建直流電網等特點，越來越受到人們的關注。隨著可關斷器件、直流電纜等設備技術水平的不斷提升，柔性直流的輸送容量也得到了有效提升，使柔性直流輸電成為電網可采用的主要輸電方式之一，較其他輸電方式，柔性直流輸電技術更有競爭力。在可預見的將來，隨著可再生能源結束電網的需求，以及智能電網升級改造等需求，世界范圍內的柔性直流輸電應用將會獲得更為深遠廣闊的發展。未來的十年將是直流電網技術和建設快速發展的階段，隨著裝機容量的需求不斷提升，某些領域逐步取代傳統直流和交流輸電系統是大勢所趨。

作者：路曉麗 單位：寧夏電力設計院