探究输电柔性直流输电技术运用及其前景探究

论文导读：
【摘 要】我国作为电力消耗大国，幅员广阔但资源相对集中，电力的输送就成为一个日益突出的问题，传统的高压交流输电技术因其系统的稳定性和可靠性不易解决，显现了不足之处，柔性直流输电技术的出现弥补了不足，提高了安全性能。本文并对其应用范围进行总结，了解现在的发展状况，展望其应用前景。
【关键词】柔性直流输电；应用；发展；前景
上世纪90年代，ABB公司率先发展了轻型直流输电技术。我国于2006年将该技术统一命名为柔性直流输电技术，其不但可以增加交流系统的稳定性、促进交流输电系统电能的质量，有效的解决输电中各种负荷所带来的相关问题，与其它输电技术相比具有显著优势。该技术从其本身特点和实际运用来看，在以下方面：分布式发电并网、城市电网供电、新能源并网、异步交流电网互联、孤岛供电等具有很强实践运用价值。随着资源的日益枯竭，必须要提高可再生的能源比例，增加它供电效率，所以要合理的使用新的并网与新型输电技术。

一、相关原理简介

柔性直流输电技术的核心是采用GTO或IGBT的全控型的电压源型换流器进行直流交流的互换及源于：论文摘要怎么写www.7ctime.com
PWM技术。这种新型换流器不但功能强、而且体积较小，并且可以使换流站的相关设备减少、简化其结构，因此称作柔性直流输电。

二、技术优势

VSC电流技术不仅自动关断，而且是运行在无源逆变环境中，因此不用额外的提供其它电压，接受系统可为无源网络，彻底的解决了高压输电技术的受端是有源网络的缺陷，使运用高压输电技术进行远距离的负荷输送成为现实；系统在运行时，VSC不仅同时操控有功功率及无功功率，使得控制系统方便快捷。而且高压输电技术的控制量只能是触发角，不能对有功功率或着无功功率进行相关的控制；该系统在潮流逆转时，直流电流输送方向反转但是直流电压的极性不会改变，与高压输电技术恰好相反。这样的特点即促进了对潮流控制力度又增加了系统的可靠性，使得传统高压输电技术系统对潮流的控制不便，串联时又降低可靠性的缺点得到切实的解决；而且VSC交流侧的电流完全能被控制，因此整个系统的短路功率不变或者减低； VSC一般运用PWM的技术，开关的频率而且会较高，进行了低通滤波的过滤后就能得到想要交流电压，所以无需使用变压器，也使得换流站的相关结构简化了，而且滤波过滤装置也大大减小。

三、柔性直流输电技术将来的应用

（1）对海上进行供电。我国拥有大量的海岛，而沿海的海岛占海岛总数3/50，面积占海岛总面积的大部分，有人口有近五百万。这些岛屿的输电问题不但阻碍海岛经济的发展，而且对人民日常生活也产生了很大的影响。（2）促进了电网电能的质量提升。柔性直流输电系统不但可以方便快捷的控制有功或者无功，而且能使得交流系统保持一定的电压、从而使得系统提供的电压及电流轻易地满足相关标准。（3）向老少边穷地区供电。老少边穷地区一般为深山老林等偏远地区，与电网距离相隔较远，用电量小而且日负荷量变化大，由于经济因素及线输电路的能力低的限制，使得架设交流输电的线路比较困难。而采用的柔性直流输电的技术，使的问题迎刃而解。（4）构建城市直流输配电网。不但能够提高城市电网供电能力，而且也容易满足与日俱增的负荷需求，该技术采用的是新型直流电缆，占用的空间减小、输电能力却增强，而且能够装在现有的电缆管内或着地下管道内；它不但能够提升城市电网运行的可控性和可靠性，而且柔性直流输电拥有便捷多目标的控制能力；使得城市的电网建设的可实现性增加。（5）连接各地散乱的各型发电厂。如风电场、中小型的水电厂、太阳能电站、潮汐电站等，运用该技术与主电网进行实现互通互联即提高了新能源的使用，又能够促进环境的保护。（6）不同频率交流系统或者相同的频率的交流系统间的进行非同步的运行。模块化的结构和电缆线路使该技术对相关场地及环境的要求大大降低，从而换流站的投资建设也大大降低。

四、柔性直流输电技术的在国内外的发展现状

随着油碳等不可再生资源的日益减少，水电、风电等可再生的能源在电网中的比重的日益加大，但是新型能源的间歇性、不可控性和随机性等特点对电网的要求也越来越高，安全并且可靠的运行难度越来越大。柔性直流输电的技术可以很大地增加风电场并主电网的安全及可靠性，也是国际上十分认可的具有强大技术优势的风论文导读：4.Paris，France：InternationalCouncilonLargeElectricSystems.2008：1～8魏晓光.电压源换流器高压直流输电控制策略及其在风电场并网中的应用研究.北京：中国电力科学研究院.2007刘隽，何维国，包海龙.柔性直流输电技术及其应用前景研究.供用电.2008，25（2）：6～9金志明.我国第一个高压柔性直流输电工程.供用电
电场的并网技术，尤其是海上风电场，其一般距离较远，因而使用柔性直流输电的技术并主电网也是唯一行之有效的方法。而且该技术在电力交易市场、孤岛、多端直流组网、大型城市的供电、海上平台的供电等领域也具有明显的技术优势。电网的未来毫无疑问将朝着环保化、智能化、节约化的发展，柔性直流输电的技术终将会是电力领域的一个具有深远意义的方向，而且拥有广阔的市场前景。20世纪末世界上建成了第一条投入试运营的柔性直流输电工程，截止到现在投入运营的线路已经达到了11条。大部分应用于电力交易、风力发电、海上钻井平台、电网互联等领域。而世界范围将越来越广泛的应用可再生能源，需求量也越来越大，目前就已达到了1000兆瓦量。

五、柔性直流输电技术的前景

直流风电场并入主网工程已经开始进行设计，而两百万千瓦级别柔性直流输电的概念已经提出。现在欧洲不少国家都已在规划或者建设了大量的海上风电场，其容量都非常的大，并且有一部分使用这一新技术进行了系统的接入。我国开展相关的输电技术的研究的时间较晚，而且在初期阶段进行的是理论性的研究。2006年5月，国家电网专门组织编制相关技术研究框架，开启了我国在该技术领域的全面的研究。根据我国已制定的规划，将在新疆哈密、山东吉林、甘肃酒泉、内蒙古西部、内蒙古东部、河北、江苏等地建设8个1000万千瓦级别的风电场。
到2015年，保守的估计世界范围内该领域的市场规模至少为一千亿元。而且伴随新能源的不断的发展，我国也对该技术显现出了强劲的需求。未来五年，国内市场的规模就将达到400亿元左右。到了2020年左右，仅仅在风电方面我国就将计划建设6个超大型的风电场。柔性直流输电技术是极具优势的风电并网方法，也只能是海上风电的唯一方式进行并网，当然也能够大幅度加强大风电场的并网性能，极大的促进了新能源使用的迅速发展，使其具有十分广阔的应用前景。
参 考 文 献
DORN J，HUANG H，RETZMANN D.A new multilevelvolt age
-sourced converter topology for HVDC applications[C].CIGRE Session
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