摘要：柔性直流输电技术总体来说比较灵活，且为能源再生、电网的高效利用提供便利的途径，而当前资源的发展讲究可持续，这代表着直流输电未来的主要发展方向是可持续，逐渐成为智能实现的关键技术之一。在这个的大环境中，本文在分析中以异步互联、风电场并网、海上平台供电、城市负荷中心供电为大环境的根本，以此为原点进行柔性直流输电技术应用、进步、期望的简要分析，笔者希望通过自己的分析为相关的发展提供建设性的建议，推动直流电网的充分发展。
关键词：柔性直流输电；应用；期望
引言
所谓的柔性直流输电，其实就是对脉宽调制技术电压源直流气的建立，这个概念首次出现是在加拿大，并在这之后出现电压源换流技术的直流输电工程，简称为赫尔斯杨试验。由于电压源型换流器在使用中能进行有效的控制、谐波性能良好，因此在国内推广使用中被称之为柔性直流输电。早期使用的直流输电一般是采用两电平、三电平的换流器结构，但在这个结构中IGBT器件的串联存在动态均压方面的难题，且低电平树木的电压源换流器谐波、损耗性都有较大的区别，这一方面为早期柔性直流输电系统的发展带去难题。基于上述的问题，本文着重对柔性直流输电技术的应用进行分析，此外还分析了柔性直流输电技术的发展方向。
1我国柔性直流输电技术的发展状况
具笔者的了解来看，我国最早出现的柔性直流输电技术应该是在20世纪初期，最初的应用是因为模块化多电平结构的运转离不开柔性直流换技术的支持，与国外的柔性直流输电技术相比而言，国内的发展速度更快。当前的发展中，柔性直流输电技术已经具备自主研发的能力和设备生产的可能性。最具有我国特色的柔性之久输电工程当属南澳柔直工程，为之后我国柔性直流输电技术的发展，提供了更多的可能，且其中还实现了能源再生。
根据我国已经投入使用的柔性直流输电工程来看，可将我国的柔性直流输电技术划分为以下几个方面：第一，交流电网的异步互联，在工作中柔性直流换流站有功、无功解耦控制的特征，当交流系统出现故障时，能帮助交流系统维护自身的稳定性，从而工作不受到交流系统短路容量的限制，也就不会存在相换失败的现象。就是柔性直流输电技术具备以上的优势，继而在使用中将其运用在交流电网异步互换的工作中[1]。第二，风电场并网，风电功率是直接与容量相连接的，在这个过程中由于风电的随机波动性，从而受到一定的制约。在这样的环境下柔性直流输电技术的无功控制能力对平滑风电功率波动的影响，可以办那个猪对交流侧的故障进行隔离，防止在运行中影响风电场整体的运行。正是由于在工作中直流输电单会回线输送的电量实际上高于交流输电，因此在海上风电等线路施工困难的情况下，可以加大对柔性直流输电的使用，从而节省实际的投资量。第三，海上平台供电。在海上建立输电线路常常受到大环境的影响，通常是采用柴油或者是天然气进行发电，实际使用成本就会增加。柔性直流输电技术如若杂海上平台使用，主要是采用弱电网或者是无源电网进行供电，相对于使用柴油、天然气而言柔性直流电技术具有显著的经济优势与技术优势。第四，城市负荷中心通常是高负荷的进行工作，因此其本身具有负荷密集、无功短缺、电压调节困难的特性，尤其是当主网的距离过远时，可能会形成交流线路无功损耗过大，从而造成当区域内电压不稳的现象[2]。直流线路的运用中不需要消耗无用功，且柔性直流换流站还会提供一定的无功状态支撑与“黑启动”功能，由此可见柔性直流是能有效解决上述问题的一种形式。
图一 多端柔性直流工程换流站主接线图
图二 多端系统启动控制策略
2柔性直流输电技术的进步
2.1换流站拓扑结构
柔性多端直流拓扑是一个基础性的研究，在实际的应用中可以采用图一的拓扑结构。其中主要是运用单极对称接线的形式，如此能直接有效的避开连接变压器承受的直流电压。除此之外，对变压器中性点的电阻接地方式的放大，能发现其与直流侧经电容、电阻接地方式及交流侧经形成的电抗接地方式相比较而言，能更好的降低整个运行成本以及设备的损耗。
2.2多端系统启动控制策略
多端系统启动控制策略如图二所示，当整个控制系统中粗黑线路路径与支路并联的状况下进行启动策略，就会出现灰色虚线路径纯直流进行启动策略的运行，黑色线路经是运用的公用控制策略[3]。实际运用中多端系统的启动被划分为四个步骤，分别是：第一，换流阀充电；第二，换流阀解锁；第三，直流电升压抬升；第四，步入稳定的运行状态。
2.3第三站在线投入控制策略
多端系统运行在两端的状况下，第三站的工作中需要将直流断路器进行有效的运用，对其运用的最终目标是减小投入中直流断路器触头两侧电压差，以此来避免电弧的放电。直流断路器的开关大概需要10秒，在这个反应过程中换流阀的直流电容将会不受自身的控制的进行放电，在这个时候要采用时序配合进行有效的控制。
三、柔性直流输电技术的发展趋势
3.1直流输电混合化
直流输电混合化指的是：在传统的直流系统中与荣幸直流系统进行合并运用，以串联或者并联的方式将两者进行有效的连接，从而形成混合直流输电系统。笔者在研究中发现当前运用与讨论较多的方案，是如下两种。第一，常规性的直流与柔性直流并联，如此是在改善直流输电系统谐波性能的基础上，对输电中的无功补偿、潮流控制的灵活性进行有效的提升，从而提升整个新系统的相应速度。第二，送电端采用直流，受电端运用柔性直流，如此可以避免出现常规直流交换而产生的失败引起的无功冲击，导致交流段电网受损的电压失稳的风险，且在这个阶段还可以节省直流落点占地[4]。
3.2高电压大容量化
伴随高压大电容电力电子器件的产生与大量的应用，以及在MMC结构的基础上所进行柔性直流换流站设计与运行的经验来看，柔性直流输电系统在以后的设计与使用中最大电容可以达到500KV或者是3000KV，并逐渐取代现阶段所使用的常规直流输电形式，成为远距离大量输电的全新技术形式。
3.3直流输电网络化
直流电网其实是现阶段电力行业中最为关注的技术点，在直流电网中可以根据直流需要建立换流站、直流线路以及直流断路器、直流变压器等部件，从而让形成对输电网络的全方位控制，可以说其是一个独立的电网，在使用中可以独立发挥作用，也能将其镶嵌在交流电网中的任一环节中形成一个局部网络。直流电其本身具有控制换流站、直流变压器、电源的优势，基于此可以将直流电网在换流站中进行灵活的运用，如若出现换流站故障，还能通过直流电网保持对系统的控制运营。
四、结束语
综上所述，我国经济的发展导致用电量的大幅度提升，在满足技术需求的同时，还需要对柔性直流输电技术领域进行更加深入的探究、研发、学习，建立出更加适合当前社会环境、电力运行状况的技术。此外通过大量的研究建立起直流输电网的基础理论与控制保护技术的总体技术，不断的推动柔性直流输电系统的健康要有序的进步与发展。
参考文献
[1]李岩, 罗雨, 许树楷, et al. 柔性直流输电技术:应用、进步与期望[J]. 南方电网技术, 2015(1).
[2]张文岗. 柔性直流输电技术的现状及应用前景研究[J]. 中国高新技术企业, 2015(18):143-144.
[3]马为民, 吴方劼, 杨一鸣, et al. 柔性直流输电技术的现状及应用前景分析[J]. 高电压技术, 2014, 40(8):2429-2439.
[4]胡航海, 李敬如, 杨卫红, et al. 柔性直流输电技术的发展与展望[J]. 电力建设, 2011, 32(5).
论文作者:付金琪,王帅
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
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