摘要：随着生活水平的提高，电力应用在各个行业中，把风力发电技术作为清洁能源发展的重要方向之一，集中全力来提高风力发电的技术水平，并且有信心攻克风力发电在电能传送过程中存在的相关世界性技术难题，国家要在发展过程中，对现有和未来的风力发电的组织结构做出合理规划与安排，以此来保证我国风力发电产业的良好的发展势头。在未来五年中，尽可能让我国的风力发电机总量达到十五到二十的吉瓦总量。在开发陆上风力资源的同时，着手开发海上风能资源，为保护环境做出自己的一份贡献，同时也加快了社会的发展。
关键词：直流输电技术；风力发电；应用
1直流输电控制系统结构和原理
1.1控制系统的结构
可以说，电压、电流和功率是直流输电系统最为重要的几项参数，不论哪种情况，都会对参数产生影响，如果系统在运行中，供电负荷出现小的变化、电压呈现不稳定波动，则会扰动参数出现微妙变化，影响供电的稳定可行，要想实现安全供电，稳定供电，则需要在直流输电系统中做好动态设计，使系统运行更加科学，要通过有效的控制，对动态响应特性进行分析与预防，形成完善的控制策略，使结构组更加合理。在设计过程中，需要把握好几个单元的概念：一是测量显示单元的设计，实现对系统电气、机械和热量等参数信息实时进行测量、记录和显示等，这样才能保护系统良好运行。二是设计脉冲产生单元，对脉冲输出功能做控制。三是保护单元的设置，通过对系统的良好保护，实现系统换流桥，防止系统工作过程中出现意外事故，避免出现设备受损。四是程序控制单元的设计，主要作用是在上述三个单元功能协调运行基础上，保证工况发生变化的时候，能够快速反应，实现对换流阀的良好控制，保护系统安全运行。
1.2直流输电的原理
在20世纪90年代前期，普通的直流输电装置和交流输电装置已经与社会经济的发展速度严重脱节，在这一时期，加拿大的工程师率先提出了直流输电这一相关理论成果，紧接着，这一理论被世界各地的科研机构与研究人员所关注。早在20世纪90年代晚期，就有瑞士的ABB公司抢先一步把这一技术理论化为实践，运用在工程当中，与此同时进行专利的申请，名为直流输电技术。在以后的工程中，这一输电技术被广泛应用。2006年，我国举办了与直流输电技术有关的重点技术研讨会议，在此次的会议当中，参加会议的有关科研专家细致了解了我国的电网发展现状与规划后，发表了具有自主知识产权的关于我国直流输电技术发展方向的有关意见，这项技术为了避免有些没必要的纠纷，我国称之为直流输电技术。直流输电技术以电源的改变为基层，改变了电流、脉宽控制器、可调开关元件，是一项全新的自主知识产权的直流输电技术。这项技术的使用，使,孤岛供电、地区配电网络的改进、结构交叉式的并网、风力发电场的并网得到了最为合理的改进与运用，该技术同时具有很强的性价比和超强的科技含量。把直流输电和直流输电技术进行全面而细致的对比，可以发现，直流输电能够快速的提供有功功率与无功功率的转化、保证所供应电的质量、减少谐波在其中的占比，把潮流调节完美的应用到风电系统里去。当风力发电系统出现问题的时候，工作人员可以应用电流输电技术把电力系统的相关问题和电力系统的功率情况进行结合，以此来保证风力发电系统的正常稳定运转，保证风电系统的输电工作正常安全运行。
1.3直流输电技术的技术优势
我国的直流输电技术所应用的主要是采用脉冲调节宽度的技术元件，与过去的高压直流输电体系相比能够表明，在很多的地方直流输电都具有巨大的优势。直流输电技术所使用的原理是能够自动控制开关的电流有着具体的元件提供支持，能够最大程度上坚守滤波仪器的使用，在低通滤波的情况下，直流输电技术也能够获得他想要的交流电压与电流，而过去的直流输电技术是有晶闸管组成的，所以缺失自动关断的功能。其中包括稳定监控换流场所和直流输电技术中的交流电源缺少必然的关系，因此可以防止交流源的相关干扰活动，所以在交流电出现问题的时候，直流输电体系仍然可以正常运转。
2高压直流输电技术在风力发电系统中的应用
2.1世界首个高压直流输电技术应用实例
世界上首个运用高压直流输电技术的风力发电系统被命名为Borkum2，位于德国北海岸130km的位置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该风力发电系统是第一个利用HVDC输送技术与电网联接的风力发电项目，由于高压直流输电技术属于环境友好型技术，因此只会产生比较弱的电磁场，不需要输油管道，而且根据上文所述，应用高压直流输电技术，换流器的结构形式比较紧凑，有利于减少传输损耗，社会经济效益和生态效益比较高。
高压直流变压器的设计方式比较简单，与标准电力变压器的设计形式差距比较小，而且电力扰动换流器的电抗器能够起到很好的滤波作用，为高压直流输电系统提供电抗。高压直流阀可以对交流电流进行整流。对于每一相，都有直流电容和套管的集装箱为其提供服务。而尖端的MACH2TM保护、仪表和冷却系统安装在阀门下方的另外两个集装箱内。在直流区域，有128km海底电缆和74km陆地电缆和其他HVDC换流器电站进行有效连接。
2.2应用领域
通过高压直流输电技术，可以将风力发电场和大电网进行有效连接。一般情况下，风力发电厂远离大电网负荷区。因此，在实际应用中，可以使用高压直流输电技术，有利于节约建筑施工成本，提高传输容量;清洁能源。一般情况下，风能、太阳能等都建设在偏远地区，因此很难保证电能质量。如果使用高压直流输电技术，则能够在很大程度上降低经济投资成本、提高电力传输效率和电能质量、避免对环境造成破坏，因此清洁性较高;城市电网改造。新时期，社会经济发展迅速，各地建设数量越来越多，而采用头顶配电网络很难满足电力建设需求，对此，可以使用高压直流输电技术，因为地下电缆的应用可以增加电力容量，提高电力传动效率;连接不同电网，提高供电质量。和风电等供电系统输入网络后，负载会经常发生变化，这就会导致电网波动强烈，降低电网的运行稳定性。而使用高压直流输电技术可以引进直流电压环网，有利于提高电网传输的稳定性和可靠性，使得不同频率和容量的电网能够方便连接。
3轻型直流输电系统控制方式
轻型直流输电系统控制方式应用较为普遍，技术应用主要体现在发电、供电、配电及无功补偿等领域，充分发挥着重要的作用，保证供电用电的安全与稳定。如果使用了轻型直流输电技术，则能够实现长远距离的电力供应，使油田、矿井和山区用电成为现实，大大提高了供电距离与效果，满足了不同地区对电能的需求，同时也有效降低了运行的成本，减少了投入费用，对环境没有任何的污染与破坏。不占用更多的建立电站所需土地，体积不大，充分体现了占地小、功能强的特点。通过轻型直流输电技术实现小规模发电厂和电网之间有机连接，能够降低电网连接成本，允许发电机在工作过程中采用不同的电网频率或者采用变频率工作方式，将交流电压稳定在一个固定值。在轻型直流输电系统中，任何一个站都能够独立完成不同的功能，这种拓展的功能，大大提高了供电的稳定性与可靠性，运行时，一定要保证有功潮流实现根本性的平衡，也就是说，需要确保电网有功潮流和电网有功功率跟直流损耗之差是相一致的，如果出现差异，就会造成系统电压不稳定，出现快速调节，导致供电事故的发生。要想保证供电的稳定，则需要两个换流站一个用来完成对系统中功率的调节，而另外一个完成对系统直流电压调节。为了实现稳定性，当前最为常见的控制方式有如下几种类型。一是定直流电压控制方式，通过这种方法，能够保证对直流输电线路中母线电压和交流侧无功功率的良好控制，确保供电稳定。二是定直流电流控制方式，通过这种方法，能够对直路电流和无功功率实现稳定的控制，实现供电系统整体功能发挥。三是定交流电压控制方式，这种方法的应用，大大提高了供电安全性，实现对交流母线电压科学良好的控制，保证了电压运行过程的稳定。四是定无功功率控制方式，这种方法的出现，能够大大保证交流侧输出无功功率得到有效控制。通常，定直流电压和电流控制方式常用在两端都连接有源网络的输电线路中。
4结语
综上所述，高压直流输电技术是一种新型的直流输电技术，将其应用于风力发电系统中能够达到很好的效果。因此，未来，高压直流输电技术必将不断发展，并且在风力发电、山区供电、海上供电等等方面发挥作用。
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论文作者:魏久凡,刘帅
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/14
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