柔性直流输电
柔直电压等级
柔性直流输电的电压等级
柔性直流输电是一种先进的输电技术，其电压等级的选择是根据具体的工程需求和系统设计来确定的。
电压等级在柔性直流输电中扮演着重要的角色，它直接影响到输电系统的性能、效率和稳定性。
目前，柔性直流输电的电压等级主要有±320千伏、±400千伏和±500千伏。
其中，±320千伏是目前最常见的电压等级，主要应用于大容量、长距离的输电，如风电场、太阳能光伏场等。
±400千伏的电压等级目前正在中国应用，它可以用于更长距离的输电和更大容量的输电。
而±500千伏则是目前最高电压等级的柔性直流输电方案，正在研发和实验中，可应用于更远距离和更大容量的输电。
除此之外，柔性直流输电的电压等级还可以根据实际需求进行定制。
例如，一些特殊情况下，可能需要更高的电压等级来满足输电需求。
例如，世界上柔性直流的最高电压等级曾达到±500千伏，而某些工程则进一步提升到前所未有的±800千伏。
总的来说，柔性直流输电的电压等级选择需要综合考虑电网稳定性、传输效率、设备能力等多方面因素。
随着技术的不断进步和应用需求的不断增加，未来柔性直流输电的电压等级还有望继续提升。
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
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”。
柔性直流供电
柔性直流输电适合应用的领域
一、岛屿供电和海上平台供电。以往此类供电通常 采用昂贵的本地发电系统，比如柴油机。但使用 柔性直流输电系统可以直接从大陆上直接输电， 不仅更加便利、便宜，而且没有环境污染。同时 一些偏远地区的发电系统也可以回馈电网。
二、电力系统的互连。当两个独立的电力系统互连， 柔性直流输电的好处能够得到最大的体现，特别 是对于异步的电力系统。这是由于柔性直流输电 系统可以同时控制互连的两个电力系统的无功功 率和电压。
(2)基于晶闸管的直流输电受端网络必须有足够的容 量，即必须有足够的短路比(SCR—Short Circuit Radio)，受端网络较弱时容易发生换相失败，这 时会造成几个周期内没有电力传送的状况：对于 向无源网络(或孤立负荷)供电，基于晶闸管的 HVDC技术因无法换相更是无法完成。
针对这些缺陷，同时伴随大功率可自关断器件的 发展，一种全新的高压直流输电方式一一柔性直 流输电开始高速发展开始高速发展。
直流输电特点有何特点
直流线路电流和功率调节迅速、方便，短路电流 较小；在导线几何尺寸和电压有效值相等的条件 下，电晕无线电干扰较小；线路在稳态运行时没 有电容电流，沿线电压分布平稳；每个极可以作 为一个独立回路运行，健全极仍可传送一部分功 率。基于这些优势，高压直流输电(HVDC-High Voltage Direct Current)技术得以大力发展。
交流输电局限性
由于集肤效应、电晕效应以及各自本身结构，当 输电距离超过一定距离(400’700KM)，交流输电 成本高于直流输电；交流线路输送功率决定于线 路两端电压相量的相位差，这个相位差随输送距 离增大而增大；交流线路电压控制复杂为了克服 线路电容充电和系统稳定性方面的问题，交流输 电需要进行补偿，直流输电不需要；交流输电无 法实现非同步联网；交流输电中的零序电流在稳 态下是不能容许的，因为大地阻抗很高，不但能 影响电能输送的效率，还会产生电话干扰。
柔性直流输电基本控制原理
暂态稳定性分析是评估柔性直流输电系统在故障或其他大的扰动情况下的性能的重要手段。通过模拟 系统在各种故障情况下的响应，可以了解系统的暂态行为和稳定性，为控制策略的制定提供依据。
运行稳定性分析
总结词
运行稳定性分析是研究系统在正常运行 条件下的动态性能，通过仿真和实验等 方法，分析系统的运行稳定性和控制性 能。
促进可再生能源的接入
柔性直流输电能够更好地接入可再生能源，有助于实现能源 的可持续发展。
02
柔性直流输电系统概述
柔性直流输电系统的基本结构
换流阀
换流阀是柔性直流输电系统的核心部件，负责 实现直流电的转换和传输从一端传 输到另一端。
滤波器
滤波器用于滤除谐波和噪声，保证传输电能的 纯净。
柔性直流输电基本控制原理
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目 录
• 引言 • 柔性直流输电系统概述 • 柔性直流输电系统的控制策略 • 柔性直流输电系统的稳定性分析 • 柔性直流输电系统的保护与控制
一体化 • 柔性直流输电系统的应用与发展
趋势
01 引言
背景介绍
传统直流输电的局限性
传统直流输电在电压源换流器（VSC） 控制策略上存在局限，难以满足现代 电力系统的需求。
3
保护和控制设备之间的通信应具有高可靠性和实 时性，以确保快速响应和准确控制。
保护与控制一体化的优点与挑战
优点
保护和控制一体化可以提高系统的快速响应 能力和稳定性，减少故障对系统的影响，降 低维护成本和停机时间。
挑战
保护和控制一体化需要解决多种技术难题， 如传感器精度、数据处理速度、通信可靠性 和实时性等，同时也需要加强相关标准和规 范的建设和完善。
柔性直流输电系统的未来展望
柔性直流输电系统的设计与优化
柔性直流输电系统的设计与优化直流输电系统作为电力传输领域的一项重要技术，在解决远距离电力传输、提高输电效率和稳定性等方面具有独特优势。
而柔性直流输电系统作为直流输电的一种新型形式，在电力系统领域得到了广泛关注和研究。
本文将从柔性直流输电系统的设计与优化角度展开讨论，探究其在电力系统中的应用与发展。
一、柔性直流输电系统的基本原理与特点柔性直流输电系统主要由直流母线、换流站、逆变站以及相应控制系统等组成。
其基本原理是通过硅控整流和逆变技术，将交流电能转换成直流电流进行传输，并在需要的地方再次将其转换为交流电能。
在这个过程中，可以通过控制直流母线的电压和频率来实现对输电系统的柔性控制。
相比传统的交流输电系统，柔性直流输电系统具有以下几个特点：1. 高效能：柔性直流输电系统在电能转换的过程中，能够大大减少电能的损耗。
传统交流输电系统由于存在变压器等能量转换设备，会存在一定的能量损耗。
而柔性直流输电系统采用直流电能传输，能够减少能量转换环节，提高能量传输的效率。
2. 高稳定性：柔性直流输电系统具有更好的稳定性。
由于直流电路的特点，柔性直流输电系统能够更好地应对电力系统中的故障和波动。
例如，在输电线路出现瞬态故障时，柔性直流输电系统能够通过控制直流母线电压和频率，迅速稳定系统运行，减少对系统的影响。
3. 较小的占地面积：柔性直流输电系统相比传统交流输电系统在占地面积上具有较大优势。
传统交流输电系统需要设置变电站、输电线路等设备，占用大量土地资源。
而柔性直流输电系统不仅仅可以减少变电站设备，还可以通过多级换流站的方式，进一步减小占地面积。
二、柔性直流输电系统的设计要点柔性直流输电系统的设计涉及到许多技术和工程要点。
下面将从输电线路、换流站和逆变站等方面来介绍设计要点。
1. 输电线路设计：柔性直流输电系统中的输电线路是电力传输的核心环节。
在设计时需要考虑线路的传输能力、损耗、抗风荷载能力等因素。
同时，为提高输电线路的可靠性，还需要进行断面选择和材料选择。
柔性直流工程施工
柔性直流输电系统是一种新型的电力传输技术，它采用可自动关断的全控型电力电子器件，不需要交流系统支撑换相，具有动态无功支撑能力，可以有效抑制交流电压波动，减少功率波动对受端电网的影响。
同时，柔性直流输电系统还具有输送距离远、传输容量大的优势，可以支持新能源大规模开发。
基于柔性直流输电技术构建的直流电网，可实现多电源供电、多落点受电和新能源孤岛接入，具有更好的经济性与灵活性，能够将风电、光伏、抽水蓄能与负荷中心直接连接，构成多种形态能源灵活互补的能源互联网，可有效平抑新能源波动性。
柔性直流输电系统主要由换流站、直流输电线路和换流变压器等组成。
其中，换流站是柔性直流输电系统的核心部分，它通过电力电子器件实现交流电与直流电的转换。
直流输电线路则是将直流电传输到目的地，而换流变压器则用于改变直流电的电压，以适应不同的电力传输需求。
在柔性直流输电系统的施工过程中，首先要进行的是换流站的施工。
换流站的施工包括站房建设、设备安装和调试等多个环节。
其中，站房建设是基础，需要根据设计图纸进行施工，确保站房的稳定性和安全性。
设备安装则是将各种设备安装到站房内，包括换流变压器、电力电子器件等。
调试则是确保设备正常运行，包括对设备进行检测、调试和验收等。
接下来是直流输电线路的施工。
直流输电线路的施工包括线路杆塔的建设、电缆的铺设和连接等。
其中，线路杆塔的建设是基础，需要根据设计图纸进行施工，确保杆塔的稳定性和安全性。
电缆的铺设和连接则是将直流电传输到目的地，需要确保电缆的质量和连接的可靠性。
最后是换流变压器的施工。
换流变压器的施工包括变压器的安装、接线和调试等。
其中，变压器的安装是关键，需要根据设计图纸进行施工，确保变压器的稳定性和安全性。
接线和调试则是确保变压器正常运行，包括对变压器进行接线、调试和验收等。
柔性直流输电系统的施工是一项复杂的工程，需要专业的技术和设备，同时也需要严格的施工管理和质量控制。
只有这样，才能确保柔性直流输电系统的稳定性和安全性，实现高效、可靠的电力传输。
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。
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柔性直流输电一、概述(一)柔性直流输电得定义高压直流(HVDＣ)输电技术始于192０年代,到目前为止,经历了3次技术上得革新,其主要推动力就是组成换流器得基本元件发生了革命性得重大突破。
第一代直流输电技术采用得换流元件就是汞弧阀,所用得换流器拓扑就是6脉动Grａetz桥,其主要应用年代就是1９70年代以前。
图1、１:汞弧阀图１.2:6脉动Ｇrａetz桥第二代直流输电技术采用得换流元件就是晶闸管,所用得换流器拓扑仍然就是６脉动Gｒａｅｔz桥,因而其换流理论与第一代直流输电技术相同,其应用年代就是19７0年代初直到今后一段时间。
图１.3:电触发晶闸管图１。
４:光触发晶闸管通常我们将基于Graｅtz桥式换流器得第一代与第二代直流输电技术称为传统直流输电技术,其运行原理就是电网换相换流理论、因此我们也将传统直流输电所采用得Gｒaetz桥式换流器称为“电网换相换流器",英文就是“Linｅmuｔａted Cｏｎvertｅｒ”,缩写就是“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,这就是不对得。
ＬCＣ属于CSC,但CSＣ得范围要比LCＣ宽广得多,基于IGBT构成得CSC目前也就是业界研究得一个热点。
199０年,基于电压源换流器得直流输电概念首先由加拿大MｃＧiｌl大学得Bｏon—ＴecｋOoi等提出。
在此基础上,ABB公司于1９9７年3月在瑞典中部得Ｈelｌsjｏｎ与Ｇrangesbｅrg之间进行了首次工业性试验(３MW,±10kV),标志着第三代直流输电技术得诞生。
这种以可关断器件与脉冲宽度调制(ＰWM)技术为基础得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)与美国电气与电子工程师协会(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得直流输电(第三代直流输电技术)统一命名为“柔性直流输电”。
(二)柔性直流与传统直流得优缺点对比不管就是两电平、三电平或MMC换流器,由于都属于电压源换流器,其基波频率下得外特性就是完全一致得。
图１。
５:柔性直流系统外特性图柔性直流系统外特性公式如下VSＣ与ＬCC相比,具有得根本性优势就是多了一个控制自由度。
LCC因为所用得器件就是晶闸管,晶闸管只能控制导通而不能控制关断,因此LCC得控制自由度只有1个,就就是触发角α,这样LCC实际上只能控制直流电压得大小、而VSC因为所用得器件就是双向可控得,既可以控制导通,也可以控制关断,因而VＳＣ有2个控制自由度,反映在输出电压得基波相量Uvsc上,就表现为Uvsc得幅值与相位都就是可控得。
因此从交流系统得角度瞧,VSＣ可以等效成一个无转动惯量得电动机或发电机,几乎可以瞬时地在PQ平面得4个象限内实现有功功率与无功功率得独立控制,这就就是电压源换流器得基本特性。
而柔性直流输电系统得卓越性能在很大程度上就依赖于电压源换流器得基本特性。
1、可以归纳出柔性直流输电相对于传统直流输电得技术优势如下:(1)没有无功补偿问题:传统直流输电由于存在换流器得触发延时角α(一般为1０-１５度)与关断角γ(一般为15度或更大)以及波形得非正弦,需要吸收大量得无功功率,其数值约为换流站所通过得直流功率得4０％－60％。
因而需要大量得无功功率补偿及滤波设备,而且在甩负荷时会出现无功功率过剩,容易导致过电压。
而柔性直流输电得VSC不仅不需要交流侧提供无功功率,而且本身能够起到静止同步补偿器得作用,可以动态补偿交流系统无功功率,稳定交流母线电压。
这意味着交流系统故障时,如果ＶSC容量允许,那么柔性直流输电系统既可向交流系统提供有功功率得紧急支援,还可向交流系统提供无功功率得紧急支援,从而既能提高所连接系统得功角稳定性,还能提高所连接得电压稳定性。
(２)没有换相失败问题:传统直流输电受端换流器(逆变器)在受端交流系统发生故障时,很容易发生换相失败,导致输送功率中断。
通常只要逆变站交流母线电压因交流系统故障导致瞬间跌落10％以上幅度,就会引起逆变器换相失败,而在换相失败恢复前,传统直流系统无法输送功率。
而柔性直流输电得VSC采用得就是可关断器件,不存在换相失败问题,即使受端交流系统发生严重故障,只要换流站交流母线仍然有电压,就能输送一定得功率,其大小取决于VＳC得电流容量、(３)可以为无源系统供电:传统直流输电需要交流电网提供换相电流,这个电流实际上就是相间短路电流,因此要保证换相得可靠性,受端交流系统必须具有足够得容量,即必须有足够得短路比(ＳCR),当受端交流电网比较弱时便容易发生换相失败。
而柔性直流输电得VSＣ能够自换相,可以工作在无源逆变方式,不需要外加得换相电压,受端系统可以就是无源网络,克服了传统直流输电受端必须就是有源网络得根本缺陷,使利用直流输电为孤立负荷送电成为可能。
(４)可同时独立调节有功与无功功率:传统直流输电得换流器只有１个控制自由度,不能同时独立调节有功功率与无功功率。
而柔性直流输电得VSＣ具有２个控制自由度,可以同时独立调节有功功率与无功功率。
(5)谐波水平低:传统直流输电得换流器会产生特征谐波与非特征谐波,必须配置相当容量得交流侧滤波器与直流侧滤波器才能满足将谐波限定在换流站内得要求。
柔性直流输电得两电平或三电平VSC,采用PWM技术,开关频率相对较高,谐波落在较高得频段,可以采用较小容量得滤波器解决谐波问题;对于采用MＭC 得柔性直流输电系统,通常电平数较高,不需要采用滤波器已能满足谐波要求。
(6)适合构成多端直流系统:传统直流输电电流只能单向流动,潮流反转时,电压极性反转而电流方向不动;因此在构成并联型多端直流系统时,单端潮流难以反转,控制很不灵活、而柔性直流输电得ＶSC电流可以双向流动,直流电压极性不能改变;因此构成并联型多端直流系统时,在保持多端直流系统电压恒定得前提下,通过改变单端电流得方向,单端潮流可以在正、反两个方向上调节,更能体现出多端直流系统得优势、(7)占地面积小:柔性直流输电换流站没有大量得无功补偿与滤波装置,交流场设备很少,因此比传统直流输电占地面积少得多。
2、当然,柔性直流输电相对于传统直流输电也存在不足,主要表现在如下几个方面:(1)损耗较大:传统直流输电得单站损耗已低于０。
８%,两电平与三电平VSC得单站损耗在2％左右,MＭC得单站损耗可以低于1、5％。
柔性直流输电损耗下降得前景包括两个方面:①现有技术得进一步提高;②采用新得可关断器件。
柔性直流输电单站损耗降低到1％以下就是可以预期得。
(2)设备成本较高:就目前得技术水平,柔性直流输电单位容量得设备投资成本高于传统直流输电。
同样,柔性直流输电得设备投资成本降低到与传统直流输电相当也就是可以预期得。
(3)容量相对较小:由于目前可关断器件得电压、电流额定值都比晶闸管低,如不采用多个可关断器件并联,ＶSＣ得电流额定值就比LCＣ得低,因此VSC基本单元(单个两电平或三电平换流器或单个MMＣ)得容量比ＬLC基本单元(单个６脉动换流器)得容量低、。
目前已投运或正在建设得柔性直流输电工程得最大容量在1000MW左右,与传统直流输电得6000MＷ以上还存在一定得距离。
但就是,如果采用VSC基本单元得串、并联组合技术,柔性直流输电达到传统直流输电得容量水平就是没有问题得,技术上并不存在根本性得困难、可以预见,在不远得将来,柔性直流输电也会采用特高压电压等级,其输送容量会与传统特高压直流输电相当。
(４)不太适合长距离架空线路输电:目前柔性直流输电采用得两电平与三电平VＳＣ或多电平MMＣ,在直流侧发生短路时,即使IGBT全部关断,换流站通过与ＩGBT反并联得二极管,仍然会向故障点馈入电流,从而无法像传统直流输电那样通过换流器自身得控制来清除直流侧得故障。
所以,目前得柔性直流输电技术在直流侧发生故障时,清除故障得手段就是跳换流站交流侧开关、这样,故障清除与直流系统再恢复得时间就比较长。
当直流线路采用电缆时,由于电缆故障率低,且如果发生故障,通常就是永久性故障,本来就应该停电,因此跳交流侧开关并不影响整个系统得可用率。
针对此缺陷,目前柔性直流输电技术得一个重要研究方向就就是开发具有直流侧故障自清除能力得VSC、(三)柔性直流输电应用领域及目前工程列表１、应用领域柔性直流输电目前主要得应用领域有异步电网互联、小型发电厂/新能源/分布式能源并网、偏远山区/海上供输电、城市输配电、电能质量改善等方面２、柔直工程列表二、柔性直流输电得分类与结构组成（一）柔性直流输电得分类及优缺点对比已有柔性直流输电工程采用得VSC主要有三种,即两电平换流器、二极管箝位型三电平换流器与模块化多电平换流器(MM Ｃ),模块化多电平换流器在各种特性上都比较优越,所以模块化多电平为现在普遍应用得技术。
两电平换流器得拓扑结构最简单,如图2。
1所示、她有六个桥臂,每个桥臂由绝缘栅双极晶体管(IGBＴ)与与之反并联得二极管组成、在高压大功率得情况下,为提高换流器容量与系统得电压等级,每个桥臂由多个IGBＴ及其相并联得二极管相互串联来获得,其串联得个数由换流器得额定功率、电压等级与电力电子开关器件得通流能力与耐压强度决定。
相对于接地点,两电平换流器每相可输出两个电平,显然两电平换流器需通过PＷＭ逼近正弦波。
图2。
1:两电平拓扑结构与单个桥臂结构图2。
2:两电平换流器得单相输出波形二极管箝位性三电平换流器如图2。
3所示。
三相换流器通常公用直流电容器。
三电平换流器每相可以输出三个电平,也就是通过PWM逼近正弦波得、图2、3 二极管箝位型三电平换流器得基本结构图2、4 三电平换流器得单相输出波形模块化多电平换流器(MMC)得桥臂不就是由多个开关器件直接串联构成得,而就是采用了子模块(Suｂ－Modｕｌｅ,SＭ)级联得方式。
图2.5 模块化多电平换流器(MMＣ)得基本结构2。
6:MＭＣ单个子模块(SM)得结构MＭC得每个桥臂由N个子模块与一个串联电抗器Ｌo组成,同相得上下两个桥臂构成一个相单元,如图2、５所示。
MMC得子模块一般采用半个H桥结构,如图2.６所示、其中,ｕc为子模块电容电压,usm与isｍ分别为单个子模块得输出电压与电流。
MMＣ得单相输出电压波形如图2。
7所示。
可见,ＭMC得工作原理与两电平与三电平换流器不同,它不就是采用ＰWM来逼近正弦波,而就是采用阶梯波得方式来逼近正弦波、图2、7 MMC得单相输出电压波形1、相对于两电平与三电平换流器拓扑结构,MMC拓扑结构具有以下几个明显优势:（1）制造难度下降:不需要采用基于IGＢＴ直接串联而构成得阀,这种阀在制造上有相当得难度,只有离散性非常小得ＩGBT才能满足静态与动态均压得要求,一般市售得IGBT就是难以满足要求得。