柔性直流输电应用于厦门电网的研究
电网关键技术 柔性直流输电：更大更高更强
我国在柔性直流输电技术方面已经进入快速应用阶段。
柔性直流输电技术在解决大区域电网与周边弱电网互联、可再生能源并网等问题方面有着特殊的优势，必将在智能电网建设进程中发挥重要作用。
福建厦门柔性直流输电工程全景。
资料图柔性直流输电技术应用领域。
资料图新一代：实现灵活控制柔性直流输电是采用电压源换流技术的直流输电技术，也叫电压源型直流输电。
在现有电网中使用柔性直流输电系统，相当于在电网中接入了一个阀门和电源，它不仅可以有效控制通过的电能，隔离电网故障的扩散，而且还能根据电网需求，快速、灵活地发出或吸收一部分能量。
这对增强电网稳定性，提升电网的智能化和可控性，具有重要作用。
20世纪70年代以来，基于晶闸管换流阀的直流输电技术得到了广泛应用，但是，晶闸管换流阀只能控制阀的开通，不能控制阀的关断，因此，直流输电技术的应用受到限制。
进入90年代以后，随着可关断开关器件的发展，特别是绝缘栅双极型晶体管IGBT的广泛应用，采用可关断器件的电压源换流器性能得到了改善，后来被引入到直流输电领域。
对于采用电压源换流技术的直流输电技术，国际权威电力学术组织将其定义为基于电压源型换流器的高压直流输电技术。
1997年，第一个柔性直流输电工程投入工业试验运行。
柔性直流输电技术相比其他输电技术，具有电流自关断能力，可以独立控制有功功率和无功功率，不存在交流输电固有的频率稳定问题和传统直流输电的换相失败问题。
系统主要设备包括电压源换流器、连接变压器、桥臂电抗器、开关设备、直流电容、直流开关设备、测量系统、控制与保护装置等。
柔性直流输电技术在大规模清洁能源并网、海岛供电、交流电网同步/异步互联、构建直流电网等方面具有广阔的应用前景。
第一条：获得多项成果2006年5月，国家电网公司确定了《柔性直流输电系统关键技术研究框架》，由此启动了我国在柔性直流输电关键技术领域的全面研究。
上海南汇风电场柔性直流输电示范工程，是我国首条柔性直流输电工程，也是亚洲首条柔性直流输电示范工程。
柔性直流输电技术的应用探究
柔性直流输电技术的应用探究柔性直流输电技术（Flexible DC Transmission, FDCT）是一种新型的输电技术，它采用直流电压进行能量传输，可以有效地解决传统交流输电技术的诸多问题，具有输电损耗小、占地面积小、环境污染小等优点。
随着科技的不断进步，柔性直流输电技术已经开始在实际工程中得到广泛应用。
本文将就柔性直流输电技术的应用进行探究，分析其在电力系统中的优势和发展前景。
一、柔性直流输电技术的原理与特点1. 原理柔性直流输电技术是一种通过控制直流电压和电流来实现能量输送和分配的技术。
其核心是采用高性能的功率电子设备对直流电压进行控制，以实现灵活的功率调节、电压调节和频率调节。
通过控制系统可以实现功率的快速响应和精确调节，使得柔性直流输电系统能够适应复杂多变的电网工况。
2. 特点（1）输电损耗小：相比于传统的交流输电技术，柔性直流输电技术在能量传输过程中损耗更小，能够有效节约能源。
（2）占地面积小：柔性直流输电技术所需的设备相对较小，可以在有限的空间内实现高效的能量传输。
（3）环境污染小：柔性直流输电技术的设备采用先进的电力电子元件，不会产生有害的电磁辐射和废气排放，对环境友好。
二、柔性直流输电技术在电力系统中的应用1. 长距离电力输送柔性直流输电技术在长距离的电力输送中具有明显的优势。
传统的交流输电技术在长距离输电过程中会出现较大的输电损耗，而柔性直流输电技术可以通过控制系统实现功率的精确调节，大大减小了输电损耗，提高了输电效率。
2. 大容量电力输送由于柔性直流输电技术具有较高的电压和电流调节能力，能够实现大容量的电力输送。
在大规模工业园区、城市用电中心等场景下，柔性直流输电技术可以有效地满足电力需求，支持电网的高容量输电。
3. 电力系统稳定性改善柔性直流输电技术在电力系统中的应用可以提高系统的稳定性。
通过柔性直流输电技术可以实现快速的电压调节和频率调节，对电网负载波动具有较强的适应能力，有助于降低电网的故障率和提高电网的可靠性。
柔性直流输电技术在电力系统中的应用研究
柔性直流输电技术在电力系统中的应用研究近年来，随着电力行业的快速发展和电力需求的不断增长，传统的交流输电系统已经难以满足日益增长的电力需求。
而柔性直流输电技术作为一种新兴的输电方式，具有高效、高可靠性的特点，渐渐成为了电力系统中的研究热点。
柔性直流输电技术是一种在输电线路上应用直流电而非交流电进行能量传输的技术。
与传统的交流输电系统相比，柔性直流输电技术具有很多优点。
首先，直流输电相对于交流输电来说，能够减少输电线路上的功率损耗。
因为在输电过程中，交流电会因为电流的频繁改变而产生电力损耗，而直流电则能够减少这部分损耗。
其次，柔性直流输电技术还具有更好的稳定性和可靠性。
由于直流电的稳定性更好，输送的电力更加稳定，能够降低系统的故障率。
此外，柔性直流输电还能够实现电力系统的远距离传输，跨越大范围的地理区域。
目前，柔性直流输电技术已经在许多国家得到广泛应用。
例如，中国的新疆地区就采用了柔性直流输电技术，将清洁能源输送到东部工业区。
在这个项目中，通过柔性直流输电技术，将远离东部地区的风电和太阳能电站产生的电力通过高压直流输电线路输送到东部工业区。
这不仅减少了传统交流输电线路的功率损耗，还提高了系统的可靠性和稳定性。
除了在清洁能源输送方面，柔性直流输电技术还可应用于城市电力系统和建筑物供电系统的升级改造。
传统的交流输电系统在输电距离过长或者载荷变化大的情况下，往往会出现电压损失、电力波动等问题。
而柔性直流输电技术则可以通过调整直流电的电流和电压来实现对电力系统的精确控制，保持系统的稳定运行。
另外，柔性直流输电技术还具有辅助电压调整功能，能够在电力系统中起到重要作用。
在传统的电力系统中，往往需要通过调整发电机的输出功率来实现电压的调节。
而柔性直流输电技术则可以通过直流电压调整模块来实现电压的精确调控，减少发电机的运行负荷，提高系统运行的灵活性和经济性。
柔性直流输电技术的应用研究还面临一些挑战和问题。
首先，其成本较高，需要大量的投资。
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展一、本文概述随着能源结构的优化和电网技术的发展，柔性直流输电（VSC-HVDC）技术以其独特的优势，在电力系统中的应用越来越广泛。
本文旨在全面概述柔性直流输电工程的技术研究、应用现状以及未来的发展趋势。
我们将从柔性直流输电的基本原理出发，深入探讨其关键技术和设备，包括换流器、控制系统、保护策略等。
我们还将分析柔性直流输电在新能源接入、电网互联、城市电网建设等领域的应用案例，评估其在实际运行中的性能表现。
我们将展望柔性直流输电技术的发展前景，探讨其在构建清洁、高效、智能的电力系统中发挥的重要作用。
通过本文的阐述，我们希望能够为从事柔性直流输电技术研究和应用的同行提供有益的参考和启示。
二、柔性直流输电技术原理柔性直流输电技术，又称为电压源换流器直流输电（VSC-HVDC），是近年来直流输电领域的一项重大技术革新。
与传统的基于电网换相换流器（LCC）的直流输电技术不同，柔性直流输电技术采用基于可关断器件的电压源换流器（VSC），这使得它在新能源接入、城市电网增容和孤岛供电等方面具有独特的优势。
柔性直流输电技术的核心在于电压源换流器（VSC）。
VSC采用可关断的电力电子器件（如绝缘栅双极晶体管IGBT），通过脉宽调制（PWM）技术实现对交流侧电压和电流的有效控制。
VSC既可以作为有功功率的源，也可以作为无功功率的源，因此它具有更好的控制灵活性和响应速度。
在柔性直流输电系统中，VSC通常与直流电容器和滤波器并联，以维持直流电压的稳定和滤除谐波。
VSC通过改变其输出电压的幅值和相位，可以独立地控制有功功率和无功功率的传输，从而实现对交流电网的灵活支撑。
柔性直流输电技术还采用了先进的控制系统，包括换流器控制、直流电压控制、功率控制等，以确保系统的稳定运行和电能质量。
这些控制系统可以根据系统的运行状态和实际需求，对VSC的输出进行实时调整，从而实现对交流电网的精准控制。
柔性直流输电技术以其独特的电压源换流器和先进的控制系统，实现了对交流电网的灵活支撑和精准控制。
厦门双极柔性直流输电工程系统设计
研究背景基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)的柔性直流系统由于谐波畸变小且开关损耗低，是高电压大容量直流输电的重要发展方向。
目前，世界X围内基于MMC的柔性直流工程发展迅猛;国内已有5项MMC工程投运，同时还有多项高压乃至特高压MMC工程处于规划之中，并可能成为我国未来大区域电网互联的重要手段。
与交流输变电工程不同，柔性直流工程需要根据送受端交流系统条件、输电距离、投资和占地等条件开展定制化的系统设计。
（来源：电力系统自动化ID：AEPS-1977）±320kV/1000MWXX柔性直流输电工程(以下简称XX工程)是世界X围内第一个采用双极接线的柔性直流工程，也是额定直流电压和输送容量均达到世界之最的柔性直流工程，两端换流站鸟瞰示意图如图1所示。
与以往对称单极柔性直流工程相比，首次采用的双极接线和大传输容量对工程的系统设计提出了新的要求。
本文对双极高压大容量柔性直流工程的系统设计展开研究，研究结论在XX工程得到成功应用，验证了设计方案和技术参数的正确性。
(a) 彭厝换流站(b) 湖边换流站图1 XX工程换流站鸟瞰示意图1 主接线及运行方式当高压大容量柔性直流工程采用对称单极接线，存在如下问题：1)与同容量双极柔性系统相比，可靠性较低。
2)换流单元采用三台单相双绕组变压器，导致变压器容量大，运输困难。
3)换流站设备的绝缘水平要求较高。
考虑到上述因素，XX工程采用双极带金属回线的主接线，主接线设计如图2所示。
图2 双极柔性直流换流站接线示意图根据主接线设计特点和转换开关配置方案，XX工程存在以下3种运行方式：方式1：双极带金属回线单端接地运行(见图3(a))。
其中，接地点仅起钳制电位的作用，不提供直流电流通路。
双极不平衡电流通过金属回线返回。
方式2：单极带金属回线单端接地运行(见图3(b))。
接地点的作用同方式1，且单极极线电流通过金属回线返回。
柔性直流输电技术在输电领域的应用分析
柔性直流输电技术在输电领域的应用分析华北电力大学，李欣蔚摘要：柔性直流输电作为新一代直流输电技术，在世界范围内已经得到广泛发展和应用，并逐渐走向成熟。
为了更进一步了解柔性直流输电技术，并且为其发展做出突破性的贡献，本文对柔性直流输电技术在输电领域的应用进行了概括性分析。
通过对目前柔性直流输电技术在输电领域的应用状况，进行较为详细的分析，找到该技术存在的可能的突破点，使其更有利于电力系统的发展。
本文首先简要介绍了柔性直流输电的基本原理及其特点，具体说明了对于柔性直流输电技术可独立控制有功无功功率、谐波含量少等不同优点，在输电领域的各种应用情况，分别为连接小规模发电厂到电网、替代传统直流的大规模送电和交直流联网、异步联网、优化电能质量和向远方孤立负荷供电。
介绍了国内外柔性直流输电工程在输电领域的成功案例，如丹麦Tjaereborg发电工程和上海南汇柔性直流输电示范工程，分析这些工程在输电领域做出的突破性贡献。
最后总结概括分析了我国的柔性直流输电技术在输电领域可能的发展方面，说明了以柔性直流输电为主的智能输电网络的可能性。
所以，目前柔性直流输电工程在中国的发展方向可以包括，建立广域的智能输电网络和长距离架空线输电两大方面。
关键词：柔性直流输电可再生能源异步联网优化电能质量智能输电网络1引言当前，新型的、清洁的、可再生的能源发电已成为电力系统未来的发展方向，国家将大力推进利用风能、太阳能等方式进行发电，但由于其主要特点之一是分散化与小型化，地理条件与发电规模的制约使得传统的交流输电技术不能很好地解决与电网连接经济性的问题。
同时，对于采用柴油发电机供电的钻探平台、岛屿、矿区等远距离负荷，应用交流输电技术供电也同样存在经济性差、环保压力大的问题。
随着用电负荷的不断增加要求电网规模与传输容量保持持续发展，然而增加输电走廊面临经济与环保的限制，这种问题在城市的负荷中心更加突出[1]。
为此，柔性直流输电技术可以说是一种较为经济、灵活、高质量的输电方式用以解决以上问题。
柔性直流输电技术的应用探究
柔性直流输电技术的应用探究1. 引言1.1 研究背景随着可再生能源的快速发展和应用，传统的交流输电技术已经无法满足对电力系统的需求。
柔性直流输电技术具有较高的适应性和灵活性，可以有效地将分散的可再生能源接入电网，并实现电力的高效输送。
研究柔性直流输电技术在可再生能源接入中的应用具有重要的意义和价值。
在远距离输电方面，柔性直流输电技术也具有明显的优势。
其低损耗、高效率的特点使其在长距离输电中具有巨大的潜力。
在电网调度方面，柔性直流输电技术的灵活性和可控性也为电力系统的平稳运行提供了有力支持。
针对柔性直流输电技术的应用探究具有重要的现实意义和深远的影响，对于推动电力系统的现代化和可持续发展具有重要意义。
1.2 研究意义柔性直流输电技术是电力系统领域的一项重要技术创新，具有极大的研究意义和实际应用价值。
柔性直流输电技术可以提高电网的稳定性和可靠性。
传统的交流输电系统存在输电损耗大、容量受限、电压波动等问题，而柔性直流输电技术可以有效解决这些问题，使电网运行更加稳定可靠。
柔性直流输电技术能够促进可再生能源的大规模接入。
随着可再生能源的发展和普及，如风能、光能等，传统的交流输电系统已经不再适应大规模可再生能源接入的需求。
而柔性直流输电技术具有高效能力调节和低损耗传输特性，能够更好地支持可再生能源的接入。
柔性直流输电技术还可以实现远距离输电。
采用柔性直流输电技术可以降低输电损耗，并且传输距离更远更稳定，为远距离能源互补和资源优化配置提供了新的解决方案。
柔性直流输电技术的研究意义在于提高电网的运行效率和可靠性，推动可再生能源的大规模接入，实现远距离输电和优化电网调度，为电力系统的发展和普及做出重要贡献。
1.3 研究目的研究目的是为了深入探究柔性直流输电技术在电力系统中的应用及其潜在效益，探讨其在可再生能源接入、远距离输电和电网调度等方面的作用，并分析其对电力系统运行的影响与改善。
通过对柔性直流输电技术的研究，旨在提高电力系统的稳定性、可靠性和经济性，满足日益增长的电力需求，促进清洁能源的发展和利用，推动电力行业的现代化和智能化发展。
浅析柔性直流输电技术特点、应用及挑战
浅析柔性直流输电技术特点、应用及挑战摘要：柔性直流输电在国家能源结构调整、区域能源互联发展中具有重要的作用，是一种具有广泛应用前景的先进输电技术。
本文分析了柔性直流输电技术的特点及发展现状，总结了柔性直流输电技术的使用范围，简要介绍了厦门柔性直流工程的技术特点，并对柔性直流发电技能发展前景及挑战进行了展望分析。
关键词：柔性直流；技术特点；应用前景引言McGill大学的Boon-TeckOoi等专家在1990年初次提出依据电压源换流器（VSC）的直流输电概念，标志着第三代直流输电技能的诞生。
其技能创新点在于选用大功率绝缘栅双极型晶体管（IGBT）构成的换流器，经过使用脉宽调制技能（PWM），可完成有功功率和无功功率的独立控制，有利于提高系统稳定性、增加动态无功容量、改进电能质量，在新能源并网、孤岛供电、异步电网互联、城市电网供电等方面具有广阔的使用前景。
国际权威电力学术组织将其学术名称定义为“VSC-HVDC”，即“基于电压源换流器的高压直流输电”。
我国为了简化、形象地描述此技术，将该技术简称为“柔性直流输电（HVDC Flexible）”，以区别于采用晶闸管的常规直流输电技术。
1柔性直流技术的发展历程前期由ABB公司建造投产的换流器拓扑主要为两电平VSC以及二极管钳位型三电平VSC。
两电平及三电平换流器电路构造简单、所需电子器材电容器数量少，但因为输出电平数少，须选用高频PWM调制，对开关器材的一致性和均压性要求较高，而且损耗较大，变成制约VSC-HVDC发展的首要问题。
2001年，德国慕尼黑联邦国防军大学R.Marquart和A.Lesnicar提出了模块化多电平换流器（MMC）的拓扑构造。
MMC经过子模块（SM）级联而成，选用阶梯波的方法逼近正弦波，使得IGBT的开关频率从lkHz以上下降至100~300Hz左右，具有损耗低、输出波形质量高、制作难度下降、故障处理能力强的特点，极大地提升了柔性直流输电工程的运转效益。
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有 了实 际 工程 范 例 。 我 国也 已成 功投 运 上 海 南 ｊ Ｉ ２ 风 电场 柔 性 足 。尤其 是 厦 门岛 ， 更 是 缺 乏 电 源 支撑 。而柔 性 直 流 具备 动 态 直 流 满功 率运 行 时运 行 功 率 因数 较 高 ， 但 随 直 流输 电 工程 ， 在 建有 浙 江舟 山 、 广 东南 澳 岛 等 ２个 多端 直 流 无 功 补偿 的 能 力 。
厦 门岛 内 负荷发 展 的 用 电 需要 ， 提 高厦 门 岛 电 网供 电可 靠性 ，
推 动 大 容 量 柔性 直流 输 电技 术 在 我 国的 示 范 应 用 ．国 家 电 网
有利 于提 高电 网 电压 控 制 水 平 ， 并 可 减 少 变 电站 低 抗 配置 。 柔性 直 流作 为新 一 代 直 流 输 电技 术 ， 具 有 向无 源 电 网（ 孤 岛） 供 电、 快 速独 立控 制 有 功 与 无 功 、 潮流反转快 、 运行 方 式 灵 活等 优 点 。 国 际上 已成 功 应 用 于风 电并 网、 电 网互 联 、 孤 岛 和
荷 发 展 的 用 电 需要 ， 提 高 厦 门 岛进 岛输 电 能力 和 电网 稳定 运 行水 平 ， 推 动 大 容 量柔 性 直 流 输 电技 术 在 我 国 的示 范 应 用 ， 建 成Ｊ 蔓门 岛柔 性 直 流 联
网 工 程是 可行 的。
本 文 总结 目前 国 内 外 关于 柔 性 直流 输 电 技 术 与 设 备 的相 关信 息 ， 尤 其是 柔性 直流 输 电 技 术发 展 趋 势 以及 目前 应 用 的 关键 限制 因素 ， 并 结 合 厦 门 电网 发展 趋 势 研 究 柔 性 直 流输 电技 术 的必 要 性 和 可行 性 。
弱 电 网供 电、 城 市 供 电 等领 域 。 我 国也 已成 功投 运 上 海 南汇 风 电场 柔性 直 流 输 电 工 程 ． 并在 高压 大容 量 柔 性 直 流 输 电领 域
计 算表 明 ， 将 进 岛通 道 由交 流 改 为柔 性 直 的 工 程 有 ９个 ， 主要 为提 高 供 电 可 靠 性 、 电力交易、 重要 或 孤 电 网一 个 突 出 问题 。 立 负荷 供 电等 ； 为 风 电接 入 的 工 程 有 ５个 ， 其中， 德 国 北 海 海 流 以后 ， 近期 受端 接 入 点 短 路 电流 降 低 ， 一 定程 度 可延 迟 岛 内
【 中图分 类号 】 Ｔ Ｍ ７ ４ ３
【 文献标识码 】 Ｂ
【 文章编号 】 ２ ０ ９ ５ — ２ ０ ６ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ２ — ０ １ ６ ２ 一 叭
柔 性 直 流作 为新 一代 直流 输 电技 术 ． 具有向无源电网（ 孤 设 ． 进 岛 一通 道 旧一 回 迁 改增 容 可 以推 迟到 ２ ０ ２ ０年 以后 。 岛） 供电、 快 速 独 立控 制 有 功 与 无功 、 潮 流反 转 快 、 运 行 方 式 灵 活等 优 点 。 国际上 已成 功 应 用 于风 电并 网、 电 网 互联 、 孤 岛 和
能源 ・ 电力
Ｌ Ｏ Ｗ Ｃ Ａ Ｒ Ｂ Ｏ ＮＷＯ Ｒ Ｌ Ｄ ２ ０ １ ３ ／ １ １
柔 性 直 流输 电应 用 于厦 门 电 网的研 究
林
【 摘
弘， 林
谋（ 福建 省电 力勘测设 计院 ）
要】 柔性直流输 电技术是一种与传统直流输 电截然不 同的新型直流输 电技术 ， 具 有可控性强 、 对环境影 响小等优点。 为满足厦 门岛内负
上风电场（ 世 界 上 最 大 海 上 风 电场 ） 采用 ４ ０ ０ ＭＷ 柔性 直 流 海 电网 因短 路 电流 超 标 而 解环 运 行 的 时 间 。
底 电缆 接 入 系统 ，使 得 柔 性 直 流在 大 型 海上 风 电场 接 人 方 面
未 来厦 门 电 网 负荷 大 ．主要 依 靠 区 外送 电 ， 电 源 支撑 不
工 程 。 并在 高压 大 容 量 柔 性 直 流输 电领 域 开展 了积 极 的研 发 着 输 送 有功 的降 低 ． 可 运 行 在 较 低 的 功 率 因数 下 ， 建 成 后 将 极
储备 。 与 传 统 的直 流 相 比 ．柔 性 直 流技 术 采 用 可控 关 断 型 电 力 大 地 改 善 厦 门 电 网 动 态 无 功 调 节 和 支 撑 能 力 结 合 厦 门
２ ２ ０ ｋ ｋ Ｖ 变 电站 母 线
日电压 波 动仍 较 大 ， 本 柔性 直流 工程 投 运 后 ， 也 可 以起 到 稳 定 系统 侧 电 压 的作 用 ． 届 时 系统 ２ ２ ０ ｋ Ｖ 母 线 日电压 波 动 将 变小 。 直流 所 具备 动 态 无 功 补 偿 的 能 力 可 用 于 平 衡 电缆 充 电 功 率 ．
电子 器 件和 Ｐ ＷＭ 技 术 。具有 Ｖ Ｓ Ｃ 电流 能 够 自关 断 ， 可 以 工作
在 无 源 逆 变 方式 ， 不 需要 外加 的换 相 电压 ， 受 端 系统 可 以是 无
陷． 使 利 用 ＨＶＤＣ为 远 距 离 的孤 立 负荷 送 电成 为可 能 为 满 足
源 网络 ，克服 了传 统 的 Ｈ Ｖ Ｄ Ｃ受 端 必 须是 有 源 网络 的根 本 缺 厦 门 电 网缆 化 水 平 高 ． 低 谷 方 式 下 电缆 盈 余 充 电功 率 大 ， 柔性
弱 电 网供 电、 城 市 供 电 等领 域 。 国 际上 以交 流 电 网联 网为 目的
厦 门电 网 电 气联 系紧 密 ， 短路 电流 问题 较 突 出。厦 门 电 网 负荷 密度 大 、 电 网密 集 ， 短 路 电流 水 平 较 高 ， 如 不 采取 措 施 ， 部
分 变 电站 的 短路 电 流 水平 将 超 标 。控 制 短 路 电流 将 成 为 厦 门