直流输电技术
直流输电技术概述
直流输电技术概述直流输电技术近年来发展迅速，应用范围广阔，技术影响深远，发展潜力较大。
为了更好地将直流输电输电技术应用到工程中去，本文首先对直流输电技术的发展、分类与应用进行了介绍，再定性的对直流输电方式与交流输电方式的优缺点及适用范围进行了比较，最后对于不同直流输电技术的经济性、可靠性、适应性及可行性等方面对其进行了定性分析。
标签：直流输电; 柔性直流; 经济性; 可靠性;0 引言电力技术是从直流电开始的，早期的直流输电是直接从直流电源送往直流负荷，无需进行换流。
随着三相交流发电机、感应电动机和变压器的迅速发展，在发电和用电领域，交流电取代了直流电系统。
但是直流在远距离电缆输电，不同频率电网间联网等领域仍有重要作用。
近年来，直流输电技术发展迅速，在国内外众多大型工程得到应用，有力推动了电网发展，技术进步，保证了地区清洁能源的开发与经济发展的能源供应[1，2]。
为了更好地应用直流输电技术，本文对直流输电的发展、分类及应用情况进行了简介，对直流输电与交流输电进行对比，并对常规直流与柔性直流技术进行了分析。
1 直流输电技术发展直流输电技术的关键在于换流问题，根据换流技术的发展，直流输电可以分为三个时期。
即汞弧阀换流时期，晶闸管阀换流时期以及新型半导体换流设备时期。
1）汞弧阀换流时期1901年发明汞弧整流管，但只能用于整流，不能逆变，1928年研制成功了具有栅极控制能力的汞弧阀，既可以整流又可以实现逆变，使直流输电成为现实。
但存在制造复杂，价格昂贵，故障率高，可靠性低，维护不便等缺点。
2）晶闸管阀换流时期20世纪70年代后，大功率晶闸管问世，促进了直流输电技术的发展。
相较于汞弧阀换流器，其制造、运行维护和检修都比较简单而方便。
之后的直流工程都采用晶闸管换流阀。
3）新型半导体换流设备时期20世纪90年代后IGBT得到广泛运用。
1997年3月，世界上第一個采用IGBT 组成的电压源换流器的直流输电工业性试验工程在瑞典中部投入运行。
柔性电力技术-第4章-直流输电技术
i4 i6 i2
V4 V6 V2
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n
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t
4.2.1 6脉动整流器工作原理
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N eV
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eU
U
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V
Lr
W
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eV
m
Ld
Id
V1 V3 V5 i1 i3 i5
i4 i6 i2
V4 V6 V2
Id
n
eW
t
4.2.1 6脉动整流器工作原理
m
Ld
Id
V1 V3 V5
eU
U
Lr
i1 i3 i5
N eV
4.2.1 6脉动整流器工作原理
结论：
➢直流电压瞬时值在一个周期内由六段相同的曲线所组成， 取其中一段就可求出直流平均电压Udo。
➢6脉动整流器的理想空载直流电压：
A
6
2EL cos(t)d(t)
2EL sin(t) |6
2EL
6
6
Ud0
A
3
2EL
1.35EL
交流线电压有效值
3
Udo为 0 , 0 时直流电压平均值，称为理想空载直流电压
12脉动换流单元在交流侧和直流侧分别产生12k±1次和12k次的特征谐波。
12脉动换流单元
平波电抗器
换流变压器
换流变压器 交流滤波器
直流滤波器 控制保护装置
2.1 6脉动整流器工作原理
晶闸管换流阀的特点:
单向导电性。
导通条件(两个)：
➢ 阳极对阴极为正电压； ➢ 控制极对阴极加能量足够的正向触发脉冲。
➢20世纪90年代以后，电压源换流器得到应用。 • 由于新的大功率自换相器件（如GTO和IGBT）的出现； • 由于数字信号处理（DSP）强大的计算处理能力使得在技 术上能够满足控制要求，在经济上具备竞争力。
特高压直流输电技术
换流站国产化水平 提高后直流架空线 路
换流站建设费用
变电站建设费用
14
0 线路等价距离 线路等价距离 输电距离
-800kV DC
8
（二）直流输电技术的分类 • 按工程结构分类
分类I（按换流站数量分类） • 两端直流输电(或“点对点直流输电”) • 多端直流输电 分类II（按线路长度分类） • 长距离直流输电 • 背靠背直流输电 分类III（按电压等级分类） • （超）高压直流输电 • 特高压直流输电
由地下电缆向大城市供电；
交流系统互联或者配电网增容时，作为限 制短路容量的措施之一；
配合新能源输电。
13
交直流等价距离
直流输电的经济性及交直流经济比较：直流输电两侧换流站费用高， ￥1000元/kW；直流线路相对便宜： ￥250万—￥480万/km；与交流 输电的等价距离：600－800km。 换流站设备价格问题：整体成降价趋势： 输送距离超过一定值时， 交流需要增加中间站，加串补。线路的建设费用问题，整体趋势是 上涨，国外由于线路走廊需要征地，费用更高，等价距离更短。
特高压直流输电技术
1
直流输电技术基本原理
（一）直流输电技术的原理
（二）直流输电技术的分类
（三）直流输电技术的特点
2
（一）直流输电技术的原理
直流电概念（相对于交流大小和方向随时间周期变化） 直流输电工程是以直流电的方式实现电能传输的工程。直流电 必须经过换流（整流和逆变）实现直流电变交流电，然后与交流系 统连接。 直流输电工程构成（换流站、直流线路、接地极、通信与远动）
直流输电技术
一、 直流输电技术的发展
我国直流输电的发展：
云南—广东±800kV直流输电工程，额定容量5000MW,
2010年实现双极投运。
向家坝-上海±800千伏特高压直流输电示范工程起于四川
2）晶闸管的模块化结构和额定值增加；
3）换流器采用12或24脉波运行； 4）采用氧化金属变阻器； 5）换流器控制采用数字和光纤技术。
三、 发展特高压输电技术的必要性
电压等级的划分：
交流：
超高压：330kV、500kV 和 750kV； 特高压：1000kV。
直流：
距离大容量输电，不同频率电网之间的联网、
海底电缆和大城市地下电缆等。
一、 直流输电技术的发展
直流输电的发展与换流技术有密切的关系。 (特别与高电压、大功率换流设备的发展) 第一阶段：汞弧阀换流时期
世界上共有12项汞弧阀换流的直流工程投入运行，其中最 大的输送容量为1600MW(美国太平洋联络线I期工程)，最高 输电电压为±450kV(纳尔逊河l期工程)，最长输电距离为 1362km(太平洋联络线)。 但是汞弧阀制造技术复杂、价格昴贵、逆弧故障率高、可 靠性较差、运行维护不便等因素，使直流输电的应用和发展 受到限制。
一、 直流输电技术的发展
第二阶段：晶闸管阀换流时期
20世纪70年代以后，电力电子技术和微电子技术的迅速 发展，高压大功率晶闸管的问世，晶闸管换流阀和计算机控 制技术在直流输电工程中的应用，这些进步有效地改善了直 流输电的运行性能和可靠性，促进了直流输电技术的发展。
直流输电课件
随着技术的不断进步，人们开始研究超高压直流输电技术，以进一步提高电力 传输的效率和安全性。
超高压直流输电技术的应用
超高压直流输电技术在跨洲、跨国电力传输以及海上风电并网等领域具有广阔 的应用前景。通过采用先进的绝缘材料、控制技术和设备，超高压直流输电技 术的传输容量、稳定性和经济效益将得到进一步提升。
换流器类型
包括整流器和逆变器，分 别用于将交流电转换为直 流电和将直流电转换为交 流电。
换流器控制
对换流器进行控制，确保 其输出稳定的直流电能。
输电线路
线路类型
线路保护
包括架空线路和地下电缆，根据输电 距离和地形选择合适的线路类型。
对输电线路进行保护，防止其受到自 然灾害和人为破坏的影响。
线路设计
互联。
直流输电的应用场景
大规模风电和太阳能发电基地的并网输送
01
直流输电可以用于大规模可再生能源基地的并网输送，实现清
洁能源的优化配置和利用。
城市和工业园区的供电
02
直流输电可以用于城市和工业园区的供电，提高供电可靠性和
稳定性。
跨区域大电网互联
03
直流输电可以用于实现跨区域大电网互联，提高电网的稳定性
和可靠性。
02
直流输电系统的组成
电源010203电源类型包括化石燃料发电、核能 发电、可再生能源发电等。
电源接入
电源通过换流站接入直流 输电系统，实现电能转换 和传输。
电源控制
对电源进行控制，确保其 输出稳定的直流电能。
换流器
工作原理
换流器通过控制半导体开 关的通断，实现交流电与 直流电之间的转换。
政策和市场环境
政府政策和市场环境对直流输电技术的发展和应用具有重要影响， 需要加强政策支持和市场推广。
直流输电技术
直流输电技术摘要直流输电是指，将发电厂发出的交流电，经整流器变换成直流电输送至受电端，再用逆变器将直流电变换成交流电送到受端交流电网的一种输电方式。
主要应用于远距离大功率输电和非同步交流系统的联网，具有线路投资少、不存在系统稳定问题、调节快速、运行可靠等优点。
直流输电系统主要由换流站（整流站和逆变站）、直流线路、交流侧和直流侧的电力滤波器、无功补偿装置、换流变压器、直流电抗器以及保护、控制装置等构成。
其中换流站是直流输电系统的核心，它完成交流和直流之间的变换。
直流输电的发展也受到一些因素的限制。
首先，直流输电的换流站比交流系统的变电所复杂、造价高、运行管理要求高；其次，换流装置（整流和逆变）运行中需要大量的无功补偿，正常运行时可达直流输送功率的40～60％；换流装置在运行中在交流侧和直流侧均会产生谐波，要装设滤波器；直流输电以大地或海水作回路时，会引起沿途金属构件的腐蚀，需要防护措施。
要发展多端直流输电，需研制高压直流断路器。
随着电力电子技术的发展，大功率可控硅制造技术的进步、价格下降、可靠性提高，换流站可用率的提高，直流输电技术的日益成熟，直流输电在电力系统中必然得到更多的应用。
当前，研制高压直流断路器、研究多端直流系统的运行特性和控制、发展多端直流系统、研究交直流并列系统的运行机理和控制，受到广泛的关注。
许多科学技术学科的新发展为直流输电技术的应用开拓着广阔的前景，多种新的发电方式──磁流体发电、电气体发电、燃料电池和太阳能电池等产生的都是直流电，所产生的电能要以直流方式输送，并用逆变器变换送入交流电力系统；极低温电缆和超导电缆也更适宜于直流输电，等等。
今后的电力系统必将是交、直流混合的系统。
关键字直流输电直流输电系统系统结构运行特点目录1.直流输电技术发展 (3)1.1汞弧阀换流时期 (3)1.2 晶闸管阀换流时期 (3)1.3 新型半导体换流设备的应用 (4)2. 轻型直流输电 (4)2.1直流输电的特点 (4)2.2轻型直流输电和普通直流输电的区别 (5)3. 直流输电系统 (5)3.1两端直流输电系统 (5)3.1.1 单极系统 (6)3.1.2 双极系统 (7)3.1.3 背靠背直流系统 (9)3.2多端直流输电系统 (9)4. 直流输电的换流技术 (10)4.1换流站的基本换流单元 (10)4.1.1 6脉动换流单元 (11)4.1.2 12脉动换流单元 (11)4.2直流输电换流技术的新发展 (12)4.2.1 传统直流输电的缺陷 (12)4.2.2 传统直流输电的新发展 (12)4.3基于电压源换流器的新型高压直流输电系统 (13)4.3.1 基于电压源换流器的新型直流输电的实现 (13)4.3.2 新型直流输电的控制方法 (14)4.3.3 新型直流输电的技术特点 (14)5. 直流输电的应用和发展 (14)5.1直流输电的应用 (14)5.2直流输电的发展 (15)1.直流输电技术发展电力技术的发展是从直流电开始的，早期的直流输电是不需要经过换流的直流输电，即发电、输电和用电均为直流电。
电力系统中直流输电技术的应用及其经济效益分析
电力系统中直流输电技术的应用及其经济效益分析随着时代的发展和科技进步，电力系统的建设和改造也在不断地加强。
而直流输电技术作为一项先进的输电技术，在电力系统中的应用也越来越广泛。
本文将探讨直流输电技术在电力系统中的应用以及其带来的经济效益。
一、直流输电技术的基本原理1.1 直流输电技术的定义直流输电技术，顾名思义，就是指将电能通过直流电路输送到相应的终端，无需经过交流变电站或其他交流设备进行转换，从而提高系统的能效和稳定性。
1.2 直流输电技术的优势与交流输电技术相比，直流输电技术有着更为显著的优势。
具体表现在以下几个方面：（1）高效节能。
直流输电的能效比交流输电更高，可以节省输电过程中的能量损失。
（2）传输距离远。
相比较交流输电，直流输电在传输距离上具有更大的优势。
因此，在远程输电时，直流输电技术的优势更加明显。
（3）支持大容量输电。
直流输电技术可以实现高电压、大容量的输电，适用于大型电力系统的建设。
（4）更高的安全性和可靠性。
由于直流输电不需要经过变频器等设备，所以整个过程中的电量稳定性更高，导线损耗少，从而提高了系统的安全性和可靠性。
二、直流输电技术在电力系统中的应用2.1 直流输电技术在远程输电中的应用作为直流输电技术最为显著的特点，远程输电是直流输电技术在电力系统中的主要应用之一。
在远距离输电时，交流电就会经过多次的变频处理，导致能量损失和电量不稳定。
而直流输电则直接将电能输送到目的地，这种方式更加高效和稳定。
例如，我国“西电东送”工程，便是利用直流输电技术进行远距离输电的典型案例。
2.2 直流输电技术在海洋风电场的应用近年来，随着全球注重环保和可持续发展的意识不断加强，海洋风电的兴起日益强劲。
而海洋风电产生的电能需要通过输电线路输送回岸上电力系统进行利用。
由于海洋环境的特殊性，交流输电的建设难度较大。
而直流输电技术则可以克服这一难题，为海洋风电的开发提供了可靠的输电方式。
2.3 直流输电技术在特殊工况下的应用除了远距离输电和海洋风电场，直流输电技术还可以在一些特殊工况下进行应用。
±800千伏特高压直流输电原理
近年来，随着能源互联网的不断发展，±800千伏特高压直流输电技术备受关注。
本文将从深度和广度两个方面，全面评估这一技术，并撰写一篇有价值的文章，以便读者更加深入地理解这一主题。
一、技术原理1.1 ±800千伏特高压直流输电的基本概念在电力输电领域，直流输电和交流输电各有优势和劣势。
直流输电具有输电损耗小、输电距离远等优点，因此被广泛应用于大距离、大功率的电力输送。
而±800千伏特高压直流输电技术，作为直流输电的一种重要形式，其基本原理在于通过将正负极之间的电压差维持在±800千伏，实现远距离、大容量的电力输送。
1.2 输电线路的构成和特点在±800千伏特高压直流输电技术中，输电线路是其核心组成部分。
该技术的输电线路通常由直流电源、换流站、传输线路、换流站和接收端设备组成。
其中，直流电源部分包括换流变压器、滤波器等设备，而传输线路则采用高压直流输电线路，这些设备共同构成了±800千伏特高压直流输电系统。
二、技术应用2.1 ±800千伏特高压直流输电在国内外的应用目前，±800千伏特高压直流输电技术已经在国内外得到了广泛应用。
在我国，±800千伏特高压直流输电已经在西北等地区实现了大规模的应用，为区域间的大容量输电提供了有效的技术支持；在国际上，类似的技术也被广泛应用于远距离、大容量的国际输电项目中，为全球能源互联网建设提供了有力的技术支撑。
2.2 技术的优势和挑战在实际应用中，±800千伏特高压直流输电技术具有诸多优势，如输电损耗小、占地面积少、造价低等，但同时也面临着技术难度大、设备成本高等挑战。
在实际应用中需要充分权衡其优势和挑战，以实现最佳的技术应用效果。
三、个人观点±800千伏特高压直流输电技术作为直流输电的一种重要形式，其在能源互联网建设中具有重要意义。
我认为，随着我国能源互联网的不断发展，±800千伏特高压直流输电技术将在未来得到更加广泛的应用，并为我国电力系统的高效、安全运行做出更大的贡献。
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直流输电技术课程报告柔性直流输电在城市配电网中的应用院系：电气工程及自动化学院姓名：学号：导师：时间：1.城市配电网交流供电存在问题城市电网是城市现代化建设的重要基础设施之一，是电力系统的主要负荷中心，具有用电量大、负荷密度高、安全可靠和供电质量要求高等特点。
随着城市化进程的不断推进和社会经济的高速发展，城市负荷不仅持续快速增长，并且对供电可靠性以及电能质量的要求越来越高，因此，向城市负荷中心供给大量优质可靠的电能将面临越来越大的困难和挑战。
一，随着城市发展建设的日趋成熟，从环境保护以及土地资源的限制考虑，不仅制约了大容量电源的建设，而且造成向城市供电的线路走廊越来越拥挤，甚至出现缺少必要线路走廊的供电瓶颈；二，由于增加城市供电能力的投资成本越来越高，人们对于健康和居住环境的要求增高，因此需要采取合适的供电方式以节约资金、减少电网建设运行对城市居住环境的影响；三，随着城市供电容量的增加，系统的短路电流增大，这对于开关设备以及其他网络元件的安全运行造成极大的威胁；还有，城市负荷对于供电可靠性以及电能质量的要求越来越高，这就需要向城市负荷中心供电应该满足运行灵活、可控性高的要求，以满足各种运行情况的需求。
目前城市电网的供电方式依然采用高压交流供电，特别是大城市或者中小城市中心区域采用地下电缆供电，高压交流电缆供电在一定程度上解决了城市供电中架空线走廊缺乏、电力设施与城市景观不和谐等问题，但依然受到供电距离、无功消耗较大等问题的限制。
2.城市配电网采用柔性直流输电的优点柔性直流输电能瞬时实现有功和无功的独立解耦控制，结构紧凑、占地面积小、易于构成多端直流系统；能向系统提供有功和无功的紧急支援，在提高系统的稳定性和输电能力等方面具有优势。
利用这些特点不仅可以解决目前城市电网存在的问题，而且可以满足未来城市电网的发展要求，改善系统的安全稳定运行。
主要表现在以下几个方面：（1）增强城市电网的供电能力，满足城市日益增长的负荷需求VSC-HVDC 采用新型的直流电缆，不仅占用空间小、输电能力强，而且可以安装在现有的交流电缆管内或线路走廊内，这样可以充分利用输电走廊，增强城市电网的供电能力，满足城市负荷需求。
（2）为城市负荷中心提供必要的无功支撑，克服电压稳定性所构成的限制VSC-HVDC 不仅能实现有功和无功的独立快速控制，还能动态补偿交流母线的无功，稳定母线的电压。
这不仅可以有效缓解城市中心区大量的地下交流电缆以及空调负荷比例的日益增大造成的无功缺乏问题，还可以为城市负荷中心提供必要的无功支撑，维持城市电网的安全稳定运行。
（3）提高城市电网可控性和安全可靠性VSC-HVDC 具有快速多目标控制能力，可实现正常运行时潮流的优化调节故障时交流系统之间的快速紧急支援和故障隔离。
此外，还可增强系统的可控性和抗扰动能力，从而达到提高稳定性、运行可靠性和不增加短路容量、改善电能质量的目的。
（4）增强城市电网建设的可实施性，节省电力建设成本VSC-HVDC 结构紧凑、占用空间小，模块化的设计使得设计、生产、安装和调试周期大为缩短。
采用新型的直流电缆不仅安装容易、快速，而且机械强度和柔韧性好、重量轻，更重要的是无油、电磁辐射和无线电干扰小，利于实现与市政设施和环境的协调。
不仅增强城市电网建设的可实施性，而且可节省征地、赔偿等建设成本。
（5）满足电力市场要求，方便新能源接入VSC-HVDC 快速灵活的有功无功控制能力，可实现电力市场运作的要求，即灵活控制潮流的能力，提供无功支撑等辅助服务，最大限度地满足电源与用户之间输送能力的要求。
VSC-HVDC 不仅可以实现对输送功率的控制，而且改善所连接换流站的电压和频率，方便新能源的接入和增强系统可扩展性。
3.城市配电系统采用直流输电的技术、经济可行性分析输电线路的成本由基础设施投资和运行成本构成，基础设施投资包括线路走廊、杆塔、导线、绝缘子和终端设备的费用，运行成本主要是损耗。
对于给定输送功率水平，直流线路所需要的走廊更窄，杆塔较简单和便宜，导线和绝缘子成本更低。
由于直流输电只需采用两根输电线，若设交、直流输电中每根输电线的载流量相同，则直流线路的输电损耗仅为交流线路的2/3。
与交流线路相比，直流线路没有集肤效应，在减少损耗方面更为有利。
对于电缆输电，直流电缆的介质损耗也比交流电缆小得多。
直流导体的电晕效应比交流导体小。
影响输电线路成本的其他因素还有无功补偿和终端设备的成本。
柔性直流线路不需要无功补偿，所需的滤波器也较小，但换流器终端设备成本较高。
如图1所示，当输电距离小于等价距离时，交流输电比直流输电经济，但当输电距离超过等价距离，交流输电的成本就高于直流输电。
对于电缆输电线路，等价距离在25~50km 之间变化。
对于架空输电线路，等价距离介于400~700km 之间。
图1 直流与交流电缆输电线路成本的比较此外，随着大功率电力电子器件的成本不断降低以及换流站模块化设计的不断完善，换流站的成本必将不断降低。
对于城市供电方式的综合评估从三个方面建立评价准则：经济性、可实施性和系统性能的改善，其中经济性主要指供电总投资，包括建设投资、损耗费用和年运行费用，可实施性包括节约线路走廊、占地面积、周围环境相协调以及满足未来电力发展趋势四个指标，系统支持效益包括不增加短路电流、增加系统的黑启动能力、无功电压支持、提高系统阻尼和系统的动态性能四个指标。
虽然柔性直流输电较交流输电投资大，经济性较差，但其占地面积小、与环境更协调，更易于满足未来电力发展趋势使得建设的可实施性更强；再加上柔性直流输电本身固有特性可大大改善原有系统特性，对原有系统的支持效应更强，因此全面综合考虑各项指标可知柔性直流输电有较大的优势。
4.可能的直流供电方案目前向城市供电可以采用的地下供电方式有两种：（1）传统高压直流供电从1954年连接哥特兰岛与瑞典大陆之间的世界上第一条HVDC输电线路建成至今，高压直流输电的换流元件经历了从汞弧阀、晶闸管半控元件阀和GTO、IGBT等全控元件阀的变革。
目前广泛应用的电流源换流器型直流输电技术(HVDCCSC)，由于晶闸管阀关断不可控，因此需要依靠电网交流线电压或电路的电容器电压来完成换相。
传统高压直流供电(HVDCCSC)的主要元件包括：换流器：主要完成交流/直流和直流/交流的变换，由基于晶闸管元件的阀桥和带负载调节分接头的变压器组成。
平波电抗器：在电流源换流站中，对应每一相安装一个高达1.0H电感的大型电抗器，主要用来减小直流线路的谐波电压和电流、防止逆变器的换向失败、防止轻载时电流不连续和限制直流线路短路时整流器的峰值电流。
滤波器：交流侧和直流侧都需要安装滤波器。
交流滤波器不但用来吸收换流阀产生的谐波电流以减少谐波污染，而且还为换流器提供所需的部分无功功率；直流滤波器用来滤除直流侧的谐波电压以改善直流电压质量。
无功功率电源：提供换流器所需的无功功率以维持其平衡。
直流电缆：构成回路进行有功功率传送。
传统高压直流供电(HVDCCSC)的主要缺点是容易造成换相失败、产生大量的低次谐波和吸收大量的无功功率。
（2）柔性直流供电华北电力大学硕士学位论文网络供电、换流站间无需通讯、且易于构成多端高、压直流系统。
另外，该输电技术能同时向系统提供有功功率和无功功率的紧急支援，在提高系统的暂态稳定性和输电能力等方面具有优势。
柔性直流供电(VSC-HVDC)的主要元件包括：换流器：主要完成交流/直流和直流/交流的变换，由基于GTO、IGBT等全控元件的阀桥和带负载调节分接头的变压器组成。
换流变压器的主要作用是通过调节分接头来调节二次侧的基准电压，进而获取最大的有功和无功输送能力。
换流变压器的另一个重要作用是将系统交流电压变换到与换流器直流侧电压相匹配的二次侧电压，以确保开关调制度不至于过小，从而减小输出电压和电流的谐波量，进而可以减小交流滤波装置的容量。
换流电抗器：在电压源换流站中，对应每一相安装一个换流电抗器。
它是电压源换流站的一个关键部分，是VSC与交流系统之间传输功率的桥梁和纽带，决定换流器的功率输送能力、有功功率和无功功率的控制；同时，换流电抗器能抑制换流器输出的电流和电压中的开关频率谐波量，以获得期望的基波电流和基波电压。
另外，换流电抗器还能抑制短路电流。
直流侧电容器：直流侧电容是VSC的直流侧储能器件，它可以缓冲桥臂开断的冲击电流、减小直流侧的电压谐波，并为受端站提供电压支撑。
同时，直流侧电容的大小决定其抑制直流电压波动的能力，也影响控制器的响应性能。
交流滤波器：与传统直流输电系统不同，电压源型直流输电系统采用PWM 技术。
因此，换流站在较高的开关频率下，其输出的交流电压和电流中含有的低次谐波很少，又由于换流电抗器对输出电流具有滤波的作用，，使得电流谐波能较容易符合标准。
然而，在没有任何滤波装置的情况下，输出的交流电压中还含有一定量的高次谐波，并且其总的谐波畸变率并不能达到相关的谐波标准。
因此，通常要在换流母线处安装适当数量的交流滤波器(接地或者不接地)。
直流电缆：构成回路进行有功功率传送。
由ABB公司研制的输电电缆是采用新型的三层聚合材料挤压的单极性电缆，它由导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层三层同时挤压形成绝缘层；中间导体一般为铝质单芯导体，它不同于传统纸或者油绝缘电缆，这种新型电缆具有高强度、环保和方便掩埋等特点，适合用于深海等恶劣的环境。
另外，这种新型电缆重量轻、传输功率密度大，对于一对95mm2的铝质电缆在直流电压为100KV时能够传输30MW的功率，其重量为1KG/m，绝缘厚度为5.5mm，可以很方便地掩埋入地中。
柔性直流供电(VSC-HVDC)的主要缺点是造价高和换流器损耗大。
5.城市直流配电网的主要研究内容（1）具有直流短路故障电流清除能力的电压源换流器拓扑结构电压源型换流器存在整流器效应，当直流线路发生短路故障时，这种效应导致交流系统向短路点提供直流短路电流，造成短路点无法灭弧，只能依靠交流侧断路器断开切断故障，造成系统彻底停运。
研究具有直流故障清除能力的拓扑结构是解决上述问题的手段之一。
目前的研究聚焦于MMC拓扑结构的改进，使换流器具备自身切断直流短路故障电流的能力。
（2）高压直流断路器技术由机械式断路器和电力电子器件组成的混合型固态断路器仍然是未来的发展趋势。
ABB等公司已经宣布研制成功可以应用于320KV直流电网的混合直流断路器，可开断最大16KA的故障电流。
但目前直流断路器方案成本过高，难以商业应用，同时电压等级和关断电流的能力有待于提高。
（3）直流电网运行的基础理论及控制保护技术柔性直流输电系统本质上是新型电力电子变流器在大电网中的应用，基于这种变流器的直流换流站、直流变压器、电源/负荷并网变流器一般都具有较强的可控性，这使得直流电网的潮流分布、故障传播特性有别于交流电网，特别是直流电网嵌入交流电网后，形成的分层分布式可控的交直流混合网络，将极大地改变电网形态。