柔性直流输电与高压直流输电的优缺点
柔性直流输电技术探析
柔性直流输电技术探析柔性直流输电技术是输电技术高度发展的产物。
该技术在传统直流输电技术的基础上实现了更大的突破，具有很多突出优势，更加适合现代社会输电要求，对于我国建立“西电东输，南北互供”的电力格局具有十分重要的作用。
文章围绕柔性直流输电技术相关问题进行探讨，分析了柔性直流输电技术的特性优势，介绍了柔性直流输电技术在电力系统中的重要作用，最后对柔性直流输电技术在我国能源结构优化中发挥的重要特性进行了重点阐述。
标签：传统直流；柔性直流；优点引言在电能为人类使用的最初阶段，直流输电是其传输方式。
由于当时技术水平较低，电压不能转换，直流输电距离十分有限。
随着科学技术的发展，交流输电逐渐成为了输电方式的主流。
直至上个世纪三十年代，人们发现直流输电在远距离高电压大容量输电方面的重要作用，特别是汞弧阀换流器的出现，更是使得直流输电成为电路输送主流方式成为了可能。
1 柔性直流输电具有的技术优势柔性直流输电技术是在传统直流输电技术的基础上发展起来的。
该技术在直流输电的原有优势之外，更具有有功无功单独控制、可以黑启动HJ、对系统强度要求低、响应速度快、可控性好、运行方式灵活等特点。
大容量高电压柔性直流输电在我国经历了较长时间的发展，目前各项技术条件已经达到实际应用要求，是我国电力系统今后发展的一个重要方向。
柔性直流输电具有的技术优势主要有以下几个方面。
（1）柔性直流输电系统可同时对有功功率和无功功率进行调整控制，在交流系统发生异常情况时，可根据具体情况选择有功功率或无功功率进行补充，在保证系统功率稳定的同时实现系统电压的可控。
（2）当系统潮流出现反转情况时，柔性直流输电系统的直流电压极性会保持原状，这对于提高潮流的可控性和并联多端直流系统可靠性非常有利，从而实现多端之间的潮流自由控制。
（3）柔性直流输电技术可以对交流侧电流进行有效控制，从而最大限度防止系统短路功率的增多。
（4）和传统直流输电方式相比，柔性直流输电技术吸收利用多电平技术，系统无需设置滤波装置即可正常工作，使得系统对土地的占用面积大幅减少。
高压直流输电的优缺点
总之，交流系统输电十分便捷，但线路损耗巨大，每年大约1/5的能量损耗在线路上，而直流输电损小，没有电容电流的影响，虽然直流的换流设备造价较高，但是现代电力系统都采用交流-直流-交流系统。
直流输电主要适用于以下场合： 远距离大功率输电；海底电缆送电；不同频率或同频率非同期运行的交流系统之间的联络；用地下电缆向大城市供电；交流系统互联或配电网增容时，作为限制短路电流的措施之一；配合新能源的输电。
用交流输电线路连接两个交流系统时，由于系统容量增加，将使短路电流增大，有可能超过原有断路器的遮断容量，这就要求更换大量设备，增加大量的投资。
(6) 调节速度快，运行可靠：
直流输电通过晶闸管换流器能够方便、快速地调节有功功率和实现潮流翻转。 如果采用双极线路，当一极故障，另一极仍可以大地或水作为回路，继续输送一半的功率，这也提高了运行的可靠性。
因为电容电流的影响会使海底交流电缆输电更加困难
(4) 系统的稳定性问题：
在交流输电系统中，所有连接在电力系统的同步发电机必须保持同步运行。如果采用直流线路连接两个交流系统，由于直流线路没有电抗，所以不存在上述的稳定问题，也就是说直流输电不受输电距离的限制。
(5) 能限制系统的短路电流：
高压直流输电的优缺点
高压直流输电与交流输电相比有以下优点：
(1) 输送相同功率时，线路造价低：
交流输电架空线路通常采用3根导线，而直流只需1根(单极)或2根(双极)导线。因此，直流输电可节省大量输电材料，同时也可减少大量的运输、安装费。
(2) 线路有功损耗小：
由于直流架空线路仅使用1根或2根导线，所以有功损耗较小，并且具有"空间电荷"效应，其电晕损耗和无线电干扰均比交流架空线路要小。 (3) 适宜于海下输电：
低压直流供电与柔性直流输电及超高压直流输电的探讨
低压直流供电与柔性直流输电及超高压直流输电的探讨摘要：目前直流电在我国电力系统应用有低压直流、柔性直流输电和超高压直流输电。
低压直流主要用于发电厂和变电站的二次回路中，柔性直流输电正应用于智能电网，而超高压直流用于远距离电能输送或系统联网。
低压直流也广泛应用于电子计算机电路中。
关键词：低压直流供电；柔性直流输电；超高压直流输电前言通过对直流电路重要性的了解；低压直流在电子等各行各业的应用；直流在电力系统中的二次回路中的应用、在柔性直流输电的应用以及在超高压特高压直流输电的应用的分析，提出直流电基础学习的重要性。
一、低压直流在电子领域的应用直流广泛用于电子电路、计算机等电路。
电子电路、通信电路、计算机电路等所用直流一般是几伏或几十伏。
如直流在晶体管放大电路中它主要作为集电极和基极的工作电源。
机床控制电路也广泛应用直流。
二、直流在电力系统中的应用2.1直流在二次回路中的应用传统的电力系统继电保护、控制回路、信号回路等二次回路中，广泛应用着直流电，它们所用直流电源电压一般是220V。
随着电力系统自动化水平的提高，在微机保护装置和微机自动装置电路中所用直流电压一般是几毫伏、几伏或几十伏电压。
低压直流还作为厂站应急电源。
2.2在柔性直流输电的应用“柔性”直流输电是采用先进的大功率电力电子器件组成的电压源换流器（VSC），其换流器采用IGBT绝缘栅双极型晶体管，它可以依据电网需要，灵活快捷地改变电能输送的大小和方向，并提供更优质的电能质量。
多端柔性直流输电系统模块化多电平（MMC）技术，可灵活接入多个站点的风能、太阳能、地热能、小水电等清洁能源，通过一个大容量、长距离的电力传输通道，到达多个城市的负荷中心。
这为新能源并网、大型城市供电以及孤岛供电等场合提供了一种有效的解决方案。
我国是从2006年开始研究，2011年上海南汇柔性直流输电工程投运，其电压±30kV，输出电流300A，输出功率18MVA。
电力系统中的柔性直流输电技术研究
电力系统中的柔性直流输电技术研究随着人类社会的快速发展和工业化进程的不断加速，电力的重要性已经愈发凸显。
然而，传统的交流输电方式存在众多的缺陷，因此柔性直流输电技术应运而生。
柔性直流输电技术是指通过直流电进行电力输送、流量控制和系统稳定控制的一种新型电力传输技术。
这项技术早在上世纪80年代就已经开始研究，近年来也得到了快速发展和广泛应用。
在电力系统中，柔性直流输电技术主要被应用于高压直流输电、大容量输电等领域。
相比于传统的交流输电方式，柔性直流输电技术显然具有更多的优势。
首先，柔性直流输电技术可以实现电力的快速传输和高效控制。
由于它采用了直流电进行输送，可以有效减少电力传输过程中的功率损耗，同时也可以灵活控制电流、电压等参数，以达到更高的电力输送效率。
其次，柔性直流输电技术还可以提高电力系统的可靠性和稳定性。
传统的交流输电方式容易受到电压、频率等不稳定因素的影响，从而导致电网的故障、停电等问题。
而柔性直流输电技术则可以通过精密的控制系统，实现对电力流量的调节和系统稳定的控制，提高电网的可靠性和抗干扰能力。
最后，柔性直流输电技术还具有更小的空间占用和环保优势。
随着城市的快速发展和人口的不断膨胀，传统的交流输电方式不仅需要占用大量的土地和空间，而且还会对周围环境造成一定的噪音和辐射污染。
而柔性直流输电技术可以通过更紧密的线路布局和更先进的电力传输技术，实现更小的空间占用和更低的环境影响。
总的来说，柔性直流输电技术的应用和发展对于电力系统的优化和升级具有重要的意义。
未来，在技术不断迭代和创新的基础上，柔性直流输电技术还将逐步实现更加智能化、高效化和可持续化的电力传输体系，在为经济社会的发展和人民生活的改善做出更多贡献的同时，也为推进能源革命和全球环保事业做出应有的贡献。
2024年柔性直流输电市场发展现状
2024年柔性直流输电市场发展现状引言柔性直流输电（Flexible Direct Current Transmission，简称FDCT）作为一种新型的输电技术，具有多种优势，如高效、低损耗和灵活性等。
随着电力需求的不断增长和可再生能源的迅速发展，柔性直流输电市场正逐渐展现出巨大的潜力。
本文将对柔性直流输电市场的发展现状进行分析和探讨。
主要内容1. 柔性直流输电技术简介柔性直流输电技术是一种将输电线路由传统的交流形式转变为直流形式的技术。
该技术利用高压直流输电（High Voltage Direct Current，简称HVDC）系统，通过转换站将交流电转换为直流电进行输送。
相较于传统的交流输电方式，柔性直流输电可以实现更高效率和更远距离的电能传输。
2. 柔性直流输电市场发展趋势柔性直流输电市场正逐渐蓬勃发展，并且呈现出以下几个主要的发展趋势：•可再生能源促进发展：随着可再生能源的快速发展，如风能和太阳能等，柔性直流输电正成为将这些能源从产地输送到用电地点的理想选择。
柔性直流输电系统可以实现大规模清洁能源的长距离传输。
•输电效率提高：与高压交流输电相比，柔性直流输电系统的输电效率更高。
因为直流电在输送过程中的能量损失较小，可以大幅度降低电力传输过程中的能量损耗，提高输电效率。
•电网稳定性提升：柔性直流输电系统具备快速响应和调节电网负荷等特点，可以提高电网的稳定性。
在能源供需波动较大的情况下，柔性直流输电系统可以有效地平衡能源供给和需求，提高电网的可靠性和稳定性。
3. 柔性直流输电市场的挑战柔性直流输电市场的发展也面临着一些挑战，主要包括以下几个方面：•技术难题：柔性直流输电技术相对较新，还存在一些技术难题，如电能转换效率、电气设备可靠性和环境适应能力等问题，需要进一步解决和改进。
•经济可行性：虽然柔性直流输电具有诸多优势，但是其建设和运营的成本相对较高，需要对投资回报作出准确评估，以确保项目的经济可行性。
柔性直流输电
柔性直流输电一、概述（一）柔性直流输电的定义高压直流（HVDC）输电技术始于1920年代，到目前为止，经历了3次技术上的革新，其主要推动力是组成换流器的基本元件发生了革命性的重大突破。
第一代直流输电技术采用的换流元件是汞弧阀，所用的换流器拓扑是6脉动Graetz桥，其主要应用年代是1970年代以前。
第二代直流输电技术采用的换流元件是晶闸管，所用的换流器拓扑仍然是6脉动Graetz桥，因而其换流理论与第一代直流输电技术相同，其应用年代是1970年代初直到今后一段时间。
通常我们将基于Graetz桥式换流器的第一代和第二代直流输电技术称为传统直流输电技术，其运行原理是电网换相换流理论。
因此我们也将传统直流输电所采用的Graetz桥式换流器称为“电网换相换流器”，英文是“Line Commutated Converter”，缩写是“LCC”。
这里必须明确一个概念，有人将电流源换流器（CSC）与电网换相换流器（LCC）混淆起来，这是不对的。
LCC属于CSC，但CSC的范围要比LCC宽广得多，基于IGBT构成的CSC目前也是业界研究的一个热点。
1990年，基于电压源换流器的直流输电概念首先由加拿大McGill大学的Boon-Teck Ooi等提出。
在此基础上，ABB公司于1997年3月在瑞典中部的Hellsjon和Grangesberg之间进行了首次工业性试验（3 MW，±10kV），标志着第三代直流输电技术的诞生。
这种以可关断器件和脉冲宽度调制（PWM）技术为基础的第三代直流输电技术，国际权威学术组织国际大电网会议（CIGRE）和美国电气和电子工程师协会（IEEE），将其正式命名为“VSC-HVDC”，即“电压源换流器型直流输电”。
2006年5月，由中国电力科学研究院组织国内权威专家在北京召开“轻型直流输电系统关键技术研究框架研讨会”，会上，与会专家一致建议国内将基于电压源换流器技术的直流输电（第三代直流输电技术）统一命名为“柔性直流输电”。
浅谈柔性直流输电的优越性
浅谈柔性直流输电的优越性摘要：现今，能源存在分散化、远离负荷中心等问题使得能源开发受到很多局限性。
柔性直流输电系统在远距离孤岛供电，在风能、太阳能的并网发电，分布式能源并网供电等方面都有很大的技术和经济优势。
关键词：柔性直流输电；优越性引言柔性直流输电系统的重要器件是全控型的电压源换流器，选择一个合适的控制方式对柔性直流输电系统进行系统控制，使得整个输电系统更灵活，再加上一套完善的保护装置，使得柔性直流输电系统能安全、经济运行。
一、柔性直流输电系统的运行原理柔性直流输电系统的核心部分是换流站，换流站是采用电压源换流器技术，整个输电系统由直流电缆相连。
换流站可以独立控制，降低了对通信设备的要求。
换流器其实是一个三相桥式电路，其电路由二极管反向并联跟绝缘栅双极晶体管组成，以减轻换流站的冲击电流，降低换流站产生的谐波，柔性直流输电系统与传统直流输电相比，换流站设备减少、主接线结构更简单，主要设备都进行模块化生产，既大大降低了设备的生产成本，减小了设备的占地面积，又有利于设备的运行维护。
特有的全控型功率器件，使得柔性直流输电技术可以实现输电系统潮流大小和方向的独立控制，自身的电容设备即可满足无功补偿的需要，也解决了传统直流输电系统无法向无源网络供电的难题。
既传输有功功率，又可支援无功功率，提高了系统的稳定性。
在对柔性直流输电系统进行建模时，必须考虑建立一个既能反映输电系统组成结构量又能把其运行状态反映出来的模型。
系统模型的构建也是一个数学建模[1]。
我们把换流变压器模型设定为一个理想的电压源。
在数学计算中用一个恒定的电压源来代替。
换流器的等值电路结构如图1所示：图1 换流器的等值电路结构其中，Rx为交流侧变压器的等效阻抗，Lx为换流器的等效阻抗。
换流器交流侧的输出电压分别用Uca、Ucb、Ucc表示，交流系统的电压分别用Usa、Usb、Usc表示。
换流器交流侧输出的线电流分别用Ia、Ib、Ic表示，直流电流用Id表示。
对柔性直流输电技术的相关要点分析
对柔性直流输电技术的相关要点分析摘要:柔性直流输电是有广泛应用前景的输电技术，而且也有比较先进的技术。
能够在国家能源结构方面进行调整，让区域能源实现互联发展。
能够进行自换相，如果没有换相失败的时候，也可以向弱交流系统供电。
如果缺乏无功补偿，可以设置常规直流的补偿功率为50%到60%，另外，整个占地面积比较大。
有比较低的谐波水平，这也决定了柔性直流输电，也不会有更多的滤波。
如果在海上风电和海上石油平台方面也会有大的发展。
由于电的波动性也会比较大，也会有比较强的间歇性，针对调整这些间歇性的问题，可以更快的去调节能量。
针对柔性直流输电技术的特点和发展现状问题，也总结出了柔性直流输电技术的应用领域，更好地对未来柔性直流发电技术发展前景进行了分析。
关键词:柔性直流输电；技术要点；技术分析柔性直流输电能够构成多端直流电网，而且也不需要去改变直流的电压极性，如果只改变直流电压的方向，可能在常规反送的时候去改变电压，对于柔性直流输电并不用改变电压方向和电流方向，因此构成了直流网和只是电流调节。
对于直流电网的实际意义是要实现能量流的双向流动与双向控制，并且提高大功率电力电子性能，从而保证能量流自动调节，这种设计也比较小型化。
一、柔性直流输电的现状优势目前，人们越来越重视以晶闸管换流器为核心的高压直流输电技术。
柔性直流输电的主要优势是可以降低高压输电走廊的建设成本，并且对相位交流电网的柔性进行关联，让负荷中心可以进行远距离大功率的输电。
常规直流输电技术有非常多的优势，柔性直流输电技术也有其独有的特点。
1.孤岛特性常规高压直流输电技术要求受端电网是强电网，受端电网应当提供电压作为支撑方，从而保证输电的稳定性。
在一开始建设常规直流电的时候，由于交流电网容量会比较大，高压直流输电一般都是作为小部分来进行补充，没有比较明显的问题。
我国新能源建设都得到了蓬勃发展，新能源需要借助直流线路输到东部负荷中心，交流端容量无法更好地支撑大量的直流线路输入。
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柔性直流输电
一、常规直流输电技术
1. 常规直流输电系统换流站的主要设备。
常规直流输电系统换流站的主要设备一般包括：三相桥式电路、整流变压器、交流滤波器、直流平波电抗器和控制保护以及辅助系统(水冷系统、站用电系统)等。
2. 常规直流输电技术的优点。
1）直流输送容量大，输送的电压高，最高已达到800kV，输送的电流大，最大电流已达到4 500A；所用单个晶闸管的耐受电压高，电流大。
2）光触发晶闸管直流输电，抗干扰性好。
大电网之间通过直流输电互联（背靠背方式），换流阀损耗较小，输电运行的稳定性和可靠性高。
3）常规直流输电技术可将环流器进行闭锁，以消除直流侧电流故障。
3. 常规直流电路技术的缺点。
常规直流输电由于采用大功率晶闸管，主要有如下缺点。
1）只能工作在有源逆变状态，不能接入无源系统。
2）对交流系统的强度较为敏感，一旦交流系统发生干扰，容易换相失败。
3）无功消耗大。
输出电压、输出电流谐波含量高，需要安装滤波装置来消除谐波。
二、柔性直流输电技术
1. 柔性直流输电系统换流站的主要设备。
柔性直流输电系统换流站的主要设备一般包括：电压源换流器、相电抗器、联结变压器、交流滤波器和控制保护以及辅助系统(水冷系统、站用系统)等。
2. 柔性直流输电技术的优点。
柔性直流输电是在常规直流输电的基础上发展起来的，因此传统的直流输电技术具有的优点，柔性输电大都具有。
此外，柔性输电还具有一些自身的优点。
1）潮流反转方便快捷，现有交流系统的输电能力强，交流电网的功角稳定性高。
保持电压恒定，可调节有功潮流；保持有功不变，可调节无功功率。
2）事故后可快速恢复供电和黑启动，可以向无源电网供电，受端系统可以是无源网络，不需要滤波器开关。
功率变化时，滤波器不需要提供无功功率。
3）设计具有紧凑化、模块化的特点，易于移动、安装、调试和维护，易于扩展和实现多端直流输电等优点。
4）采用双极运行，不需要接地极，没有注入地下的电流。
3. 柔性直流输电技术的缺点。
系统损耗大（开关损耗较大），不能控制直流侧故障时的故障电流。
在直流侧发生故障的情况下，由于柔性直流输电系统中的换流器中存在不可控的二极管通路，因此柔性直流输电系统不能闭锁直流侧短路故障时的故障电流，在故障发生后只能通过断开交流侧断路器来切除故障。
可以使用的最佳解决方式是通过使用直流电缆来提高系统的可靠性和可用率。
三、常规直流输电技术和柔性直流输电技术的对比
1. 换流器阀所用器件的对比。
1）常规直流输电采用大功率晶闸管，由于晶闸管是非可控关断器件，这使得在常规直流输电系统中只能控制晶闸管换流阀的开通而不能控制其关断，其关断必须借助于交流母线电压的过零，使阀电流减小至阀的维持电流以下才行。
2）柔性直流输电一般采用IGBT阀，由于IGBT是一种可自关断的全控器件，即可以根据门极的控制脉冲将器件开通或关断，不需要换相电流的参与。
2. 换流阀的对比。
1）常规直流输电系统中换流阀所用的器件是大功率晶闸管和饱和电抗器，可以输送大功率。
2）柔性直流输电系统中的换流阀采用了IGBT器件，可实现很高的开关速度，在触发控制上采用PWM技术，开关频率相对较高，换流站的输出电压谐波量较小，主要包含高次谐波。
故相对于常规直流输电，柔性直流输电换流站安装的滤波装置的容量大大减小。
3）常规直流输电通过换流变压器连接交流电网，而柔性直流输电是串联电抗器加变压器，常规直流输电以平波电抗器和直流滤波器来平稳电流，而柔性直流输电则采用直流电容器。
3. 换流站控制方式的对比。
1）常规直流输电系统的换流站之间必须进行通信，以传递系统参数并进行适当的控制，而柔性直流输电系统中各换流站之间的通信不是必需的。
2）功率反向输送能力的对比。
柔性直流输电系统在潮流反转时，只需改变电流方向，而直流电压极性不变，功率反向时系统不停运，这使得柔性直流输电系统改变功率方向时，两端换流站的控制策略不变，更不需要投切交流滤波器或闭锁换流器。
而常规直流输电改变功率方向时需要改变电压极性，而直流电流极性不变，功率反向时，换流站需退出运行，改变控制策略，并且需要对滤波器和无功补偿设备的投切情况进行实时判断。
3）对交流网络的依耐性方面的对比。
柔性直流输电不需要依靠交流系统的能力来维持电压和频率稳定，无需无功补偿，换流器自身可提供无功功率。
而常规直流输电要求受端交流系统具有足够的短路容量，需要外加的换相容量，不能向无源或弱网络送电。
4）有功和无功功率控制方面的对比。
柔性直流输电的有功、无功可以独立控制。
常规直流输电的有功、无功不能独立控制，调节无功需要特殊装置和额外费用，需交流系统或增加无功补偿设备提供换流站消耗的无功功率。
5）电压控制方面的对比。
柔性直流输电本身可以起到STATCOM的作用，稳定交流母线电压，而常规直流输电需要借助无功补偿设备稳定交流母线电压。
6）黑启动能力方面的对比。
柔性直流输电有黑启动能力。
即当一端交流系统发生电压崩溃或停电时，瞬间启动自身的参考电压，向切除电源的交流系统供电，相当于备用发电机，随时向瘫痪的电网供电。
而常规直流输电无黑启动能力。
经过常规直流输电与柔性直流输电的比对发现，随着直流输电技
术的飞速发展，以及节能和绿色能源的要求，尤其在可再生能源发电并网和孤岛供电方面，未来以IGBT为代表的柔性直流输电必将成为市场的主流，柔性直流输电尤其是基于电压源型换流器的直流输电将会快速发展，与常规直流输电并存，甚至超过后者。
四.运行方式
实现柔性直流输电系统的３种运行方式：
１）运行方式１
只有直流线路的运行方式。
送端换流站有功类控制器选择频率控制，无功类控制器选择交流电压控制；受端换流站有功类控制器选择直流电压控制，无功类控制器选择交流电压控制或无功功率控制，并且交流电压控制和无功功率控制可以手动切换。
２）运行方式２
交直流并联的运行方式。
送端换流站有功类控制器选择有功功率
控制，无功类控制器选择交流电压控制或无功功率控制；受端换流站有功类控制器选择直流电压控制，无功类控制器选择交流电压控制或无功功率控制。
２个站的交流电压控制和无功功率控制均可手动切换。
３）运行方式３
ＳＴＡＴＣＯＭ运行方式。
２个换流站的直流连接断开，可以分别作为２个独立的ＳＴＡＴＣＯＭ运行。
有功类控制器选择直流电
压控制，无功类控制器选择交流电压控制或无功功率控制。
交流电压控制和无功功率控制可以手动切换。