摘要：随着科学技术的不断发展，柔性直流输电技术也在不断进步。欧美国家柔性直流输电技术发展较早，目前已经建设完成了一定数量的柔性直流输电工程，在实践中积累了丰富的经验，同时也对柔性直流输电技术进行了优化和改良。我国与欧美国家相比，柔性直流输电技术起步较晚，但发展势头迅猛，经过一段时间的探索研究，取得了长足进步，并在近几年进行了示范性工程建设，积累了大量的实践经验。本文就是对柔性直流输电技术的特点、应用及前景进行探讨，希望对电力科研及工程人员有所帮助和借鉴。
关键词：柔性直流输电技术；特点；应用；前景
引言：柔性直流输电技术与传统输电技术对比，具有较强的优越性。随着我国社会的电力需求急剧增加，电网建设任务日益繁重，跨省区远距离的电能输送技术成为推动电网和经济社会提速发展的重要因素。而柔性直流输电技术作为一种新型输电技术，正是基于新形势下电力和社会发展的迫切需求应运而生，在远距离电能输送中发挥着举足轻重的作用，为我国电力事业和社会进步提供了坚实的技术保障。因此，对柔性直流输电技术的特点、应用及前景进行积极探讨，具有十分重要的现实意义。下面就对相关内容进行详细阐述。
一、柔性直流输电技术的特点及其应用现状
柔性直流输电作为一种先进的直流输电技术，对促进我国电网发展有着不可忽视的影响力，目前该项输电技术在我国工业驱动装置领行业应用较为广泛。HVDC作为一种高压直流输电技术，是ABB公司五十年之前研发创造出来的，技术研究的主要目的在于满足远距离电力能源输送的需求。
（一）VSC-HVDC的系统结构及其工作原理
对VSC-HVDC的系统结构进行分析，可以了解到该系统是由VSC、滤波器以及直流输电线路等众多元件设备构成。VSC作为系统结构的重要组成部分，主要是由换流桥和直流电容器搭建。系统运行过程中，结合电路的拓扑结构以及开关构件的类型，可以应用SPWM技术。利用该技术对三角载波和参考波进行综合比对，如果参考波超出三角载波很多，会使得上桥臂触发开关导通阻断下桥臂。如果参考波低于三角载波，会使得下桥臂开关导通并且阻断下桥臂。因为参考波的幅值和相位可以根据脉宽调节技术进行自动化的调节，所以VSC交流输出电压基频分量的幅值与相位也可以利用宽脉进行自动化的调节。
（二）VSC-HVDC的特点
VSC-HVDC技术的特点主要包括以下几方面，第一个方面，该系统的换流站可以独立对有功功率和无功功率进行动态调控，不仅能够保证四象运行的实现，而且可以更为便利的对其进行全面控制，操作灵活性得到了强化。第二个方面，换流站之间不需要进行讯通道的建设，各个换流站都可以独立自主的运行，并且长期处于较为稳定的运行状态中。第三个方面，各个线路之间不需要进行无功补偿装置的设置。第四个方面，开关运行频率较高，滤波装置的容量非常有限，所以系统结构中不再需要进行换流变压器设备的装置，不仅降低了系统建设的成本投入，同时还强化了系统结构的精简性。第五个方面，以往输电技术应用会受到多种不良环境的影响，但是柔性直流输电技术可以消除不良环境因素的影响，提升电力能源输送的安全性和稳定性。第六个方面，系统选用了较为先进的模块化设施，系统体积有所缩减，降低了系统建设的占用空间，而且为系统安装带来了很多便利。总体来说，相较传统直流输电系统，柔性直流输电系统可控性更强，可以更为有效的对线路中的潮流进行控制，对于外界不良因素的干扰可以快速的做出反应，能够更好的满足远距离电力能源输送的多元化需求。
（三）VSC-HVDC技术的研究现状
柔性直流输电技术出现后，受到了行业领域的密切关注，众多科研人员也投身于柔性直流输电技术的研究之中。ABB等多家公司对柔性直流输电技术的特性和设备特点进行了深入研究，并承建了部分柔性直流输电工程项目。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆虽然与欧美发达国家比较，我国在柔性直流输电技术领域起步较晚，但在国家有利政策的扶持下，我国柔性直流输电技术在近几年也取得了长足的进步。部分科研人员对柔性直流输电系统数学模型和有效控制策略进行了深入研究，也有部分科研人员对系统的暂态建模进行了细致探究。总而言之，众多科研人员以不同的研究角度为切入点，对柔性直流输电技术进行了大量卓有成效的探索，为我国柔性直流输电工程建设提供了必要的理论依据和技术支持。
二、柔性直流输电技术的前景分析
在上文叙述中可以看到，柔性直流输电技术与以往传统直流输电技术比较具有较强的优越性，该项技术的实际应用也越来越为广泛。而未来柔性直流输电技术的发展方向和前景，将主要集中在以下几个方面：
（一）城市电网增容及直流供电
现阶段，我国经济发展速度不断加快，新型城镇化建设给电网发展也提出了更高的要求。只有持续提升电力能源供应的安全性和可靠性，才能让电力能源更好的服务社会经济发展。当前我国城市电网建设大都采用的是交流输电系统，但随着远距离电能输送的要求越来越迫切，以前的输电系统早已不合时宜，甚至成为制约我国电网科学快速发展的障碍。举例来说，随着人们生活品质不断提升，社会经济发展不断加快，对电力能源的需求也在不断增长，而电力能源传输的通道是非常有限的，电容量急剧增加会带来很多负面影响，城市土地资源紧张也会使得变电站建设地址选择更加困难。柔性直流输电技术的谐波含量较少，而且系统运行过程中可以对有功和无功功率进行有效控制，将该系统与电网建设有机融合，必定可以使城市电力能源供应中存在的不良问题得到有效改善。该系统在工程施工中使用的是地埋式直流电缆，不再需要进行输电走廊的规划设计，这样不仅可以极大满足城市电网增容的需求，而且还不会对城市的未来规划建设带来不良干扰。
（二）替代交直流联网
从理论的角度来讲，VSC-HVDC对接入的交流电网没有任何特殊要求，可实现各种形式的交直流联网，并且对电网运行稳定性产生的影响十分轻微，可以忽略不计。从目前VSC-HVDC系统的输送容量上看，其主要受VSC容量和直流电缆耐受电压的限制，由于尚未研发出适用于大电流开断的直流断路器，导致VSC-HVDC系统的主流侧故障自清除能力相对较差，若是在直流侧发生短路故障，则必须对交流断路器进行切除，并对整个直流系统进行闭锁处理，而这样会导致故障恢复时间延长，所以不宜采用架空输电线路，更适合电缆输电。
（三）在孤立负荷供电方面的应用
由于VSC-HVDC能够对无缘网络进行直接供电，且没有最低输送有功功率的限制，故此可将之应用于远方孤立负荷的供电。以南方电网为例，在其区域内存在一些较为偏远的海岛等孤立负荷主网，其交流供电的困难较大，一般都是采用柴油机组就地发电，这种方式不但成本高，而且对环境污染大，不符合节能环保的要求。将VSC-HVDC应用于这些孤立负荷供电，可使上述问题得到快速有效的解决。
结语：综上所述，柔性直流输电是一项极具应用优势的电力技术，它的出现进一步促进了新能源和输电技术的发展，该技术现已成为海上风电唯一的并网方法，不仅如此，它的应用还可以使电压和电流更容易满足电能质量的标准和要求。由此可见，柔性直流输电技术的应用前景一片光明。在未来一段时期，应当重点加大对柔性直流输电技术相关方面的研究力度，并对现有的技术进行不断改进和完善，使其能够更好地为电网建设服务，这对于推动我国电力事业和经济社会发展具有极其重要的现实意义。
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论文作者:凌宗磊,孙铭宏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/3/28
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