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摘要：直流电网技术因为具有无可比拟的优势特征，在近些年获得了迅速的发展，并获得了广泛的认可和重视，具有非常巨大的发展潜力。本文在分析直流电网优势特点的基础上对其功率控制体系的构建以及实现方式进行了研究和论述。
关键词：直流电网；功率控制；实现方式；分层控制
一、直流电网概述
（一）直流电网的含义
随着社会的发展，生产生活对用电的需求发生了重大的变化，直流电因为有着许多交流电所不具备的优势，而受到人们的重视。直流电网技术的优势不断被凸显出来，渐渐发展成为了一种不可替代的供电技术与形式，而随着这一技术的不断创新与进步，以及在实践中积累到的丰富经验，直流电网技术的发展受到越来越多的关注，其未来发展前景十分广阔。直流电网具体是指利用直流输电技术将较大数量的直流输电线路进行互联而形成的一种能量传输系统。
（二）直流电网的优势
从多端进行直流输电是直流电网发展历程中最基础的一个阶段，这一输电形式可以实现多电源供电以及多落点受电，对于供电技术以及供电系统的发展具有积极的意义。真正的直流电网其实就是将直流电的所有传输线在直流电一侧进行互通互联，将所有的直流电的传输线连接起来组成的网络体系。
完善的直流电网与其他的输电技术以及网络相比具有以下较为明显的优势：一是直流电网输电系统可以相对独立，直流电的输电线路之间可以自由连接，互为补充，而换流站可以直接设置在叫、直流电网的联络线上，可以大大减少换流站的数量，提高电流的传输效率；二是直流电网的换流站不仅可以单独传输功率，还可以可灵活切换传输状态，可以实现多电源以及多落点的供电，输电方式更加灵活和可靠，在供输电系统中的应用愈加广泛和普遍。
一般说来，交流同步电网通常是通过自由联网的方式进行电力的传输工作，于这种方式相比，直流电网的传输方式不仅使得电网具有了更高的可控性和灵活性，而且可以将同步电网的规模控制在可控的范围内，使电网变得更加简单和便捷，极大地降低电力在传输过程中的损耗。直流电网的这种优势使其成为了跨区域、大范围进行电力传输以及大规模电量交易的主要形式。而且，因为直流电网可以在直流线路之间进行互联，所以，其直流输电的容量和能力都可以得到较大的提升，可以减少过程损耗，降低输电运营成本等。
二、直流电网功率控制体系的控制方式及结构构成
直流电网的功率控制体系的构建需要以已经发展成熟完善的交流电网的控制体系为依据和基础，然后在综合考虑直流电网与交流电网的差异性以及直流电网其自身的特性等方面进行设计和构建。分层控制法是交流电王控制体系的摘要控制方式，也是最符合现有电网管理理念的技术方式，符合直流电网进行功率控制的要求，因而，分层控制是设计和构建直流电网功率控制体系的基本思路。
直流电网的功率控制体系可以划分为一、二、三、四这样四次控制，一次控制是控制体系的基础部分，也是整个系统中最重要的环节，主要是为了保证直流电压的稳定性；二次控制是保证输送功率可以按照调度计划进行变化和分布的环节；三次控制是将负荷等预测环节引入并融合到了直流电网的功率控制体系，目的是保证电力传输过程的经济效益，降低污染和损耗，提高资源的利用率，提高其环保能力；而四次控制主要是针对电网出现故障以及系统恢复情况下的控制，目的是为了确保电网的正常运行状态。
三、直流电网功率控制体系的构建及实现方式
（一）一次控制系统的实现策略和方式
直流电网功率控制体系的一次控制是整个控制体系的核心，在分层控制体系中位于下层部分，属于控制过程中的执行环节。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与交流电网中一次调频的工作远离类似，一次控制主要是根据有功功率-直流电压特性曲线的相关数据通过换流器自动调节电压中可能存在的偏差，也就是当电网中的电压出现了不在P-V曲线正常范围内的数值时，换流器会根据相关设置自动调节其偏差，使系统电压始终保持着一个相对稳定的状态，保证电网功率的平衡状态。这种调节方式具有无可替代的优势：一是自动响应与人工及其他方式相比具有实时性，可以在一个闭环内实时发现直流电压的变化并作出及时的应对；二是实时响应的速度非常快，可以在第一时间进行响应处理，完全摈弃了机械惯性等不良反应；三是可以完全在系统内部进行修正，无需监理外部通道，可以最大限度地保证系统的稳定性；四是有差调节，这是因为系统的调节响应是按照P-V曲线的数据变化进行的。
直流电网的一次控制系统发挥控制功能的响应部件是体系中的换流站及换流器级别的控制器来进行的。通过换流器来进行控制就必须充分考虑其控制特性，并做好各换流器之间的协调配合，要想实现这一环节的控制可以采取两种方式：
1、主从式控制模式
在这一控制模式中一个主换流器为主，其余换流器为从。主换流器负责整个体系中有功功率的平衡，对直流电压的稳定性进行控制，可以将其看作是恒电压节点；而剩余的所有从换流器则不再参与电压的控制，只对电网中的直流功率进行控制，可以看作是恒功率节点。
2、分布式控制模式
分布式的控制就是所有的换流器部分主次，全部根据线性斜率P-V 特性曲线进行分散的控制，各自独立运行，每一个换流站都可以参与对直流电压的控制，在整个直流电网中自动分配功率，由所有的换流器共同发挥作用，保证控制效果。
（二）二次控制系统的实现策略和方式
直流电网分层控制体系中的二次控制发挥控制作用的机制是通过接收三次控制系统下发的整定值，按照预先设置好的预定算法对整个系统地潮流进行重新计算，按照特定的时间规律更新控制系统参考值。
二次控制的主要作用就是降低和消除因为一次控制发生作用而引起的功率以及电压浮动，将电网中实际运行的功率以及电压控制在特定的数值之内。二次控制具体发挥作用的方式有许多，在实际的应用过程中可以根据具体的情况进行灵活地选择。二次控制可以对电网潮流进行二次优化，大大降低系统网损，哪怕是系统中出现了较大幅度的负荷变化，系统也可以正常运行。
（三）直流电网的三次控制及四次控制
直流电网的三次控制主要是根据系统中电源及负荷的预测结果，对潮流计算进行优化，保证结果的准确性，并根据计算结果形成相应的运行计划，并向电网的运行系统进行通报，保证电网的正常运行，确保电网运行的经济性及环保性，但是并不参与系统的实时调节。
直流电网功率控制的四次控制主要是针对故障及恢复情况的控制系统，当有故障发生或者故障后系统在进行恢复时电网中的功率以及电压等往往会出现异常，这时就是四次控制发挥作用的时候，要在这一过程中保证电网运行的功率平衡、系统稳定。四次控制的实现一般是继电保护装置、安稳装置以及调度系统等共同发挥作用的结果。
结语
直流电网技术的优势特性使其发展备受关注，发展前景无限。直流电网的功率控制与交流电网的控制具有相似性，都可以通过分层控制的方式来实现，关注其控制体系的构建与实现，对于这一技术的运用具有积极的意义。
参考文献
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论文作者:张斌
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第07期
论文发表时间:2019/8/15
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