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电力系统2020.9 电力系统装备丨79Electric System2020年第9期2020 No.9电力系统装备Electric Power System Equipment2006年，中国电力科学研究院组织研讨会将基于电压源换流器（VSC ）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”翻译自单词“Flexible ”，主要指相较于常规直流输电技术。
柔性直流输电技术的控制手段更为灵活[1]，并且具有对交流系统无依赖、运行方式多样等优点，为异步电网互联、新能源接入、电力市场构建等应用场景提供了新的解决方案[2]。
我国首个柔性直流输电工程于2011年投运。
经过近年来不断发展，在电压等级、系统容量、拓扑结构等方面均取得了长足的进步，已经在柔性直流技术的诸多领域处于世界领先地位[3]。
1 发展历程回顾通过电压源换流器来实现高压直流输电的技术方案最早由加拿大McGill 大学的Boon-Teck 等人于1990年提出。
随着柔性直流技术的发展，国际上多个电力权威学术组织将这种新兴输电方式命名为电压源换流器型直流输电（VSCHVDC ）。
ABB 公司对其投入大量研究力量，取得一系列专利成果，多年来一直在该领域处于世界领先地位，并将这种输电方式称为轻型直流输电（HVDCLight ）。
2006年，中国电力科学研究院经过讨论将其统一命名为“柔性直流输电”。
世界上第一条柔性直流输电工程于1997年投入工业试验运行，由瑞典投资建设，电压等级10 kV ，容量3 MW 。
随后，欧美各国纷纷开始了柔性直流输电技术的理论研究与工程建设，主要应用于新能源并网、电网互联、海上钻井平台供电等领域，早期的柔性直流工程几乎全部由ABB 制造。
国内的柔性直流输电工程最早始于2011年，经历了从无到有，电压等级从低到高，输电容量从小到大，拓扑结构由简单到复杂的发展历程。
2011年7月，亚洲首个具有自主知识产权的柔性直流工程上海南汇风电场工程投运，电压等级±30 kV ；2013年12月，世界上第一个多端柔性直流工程南澳示范工程顺利投产，电压等级±160 kV ；2014年7月，世界范围内首个五端柔性直流输电工程舟山工程建成，电压等级±200 kV ；2015年12月，采用真双极接线的厦门柔性直流输电示范工程正式投运，电压等级±320 kV ，标志着我国在高压大容量柔性直流输电工程设计、设备制造、工程施工调试、运营等关键技术方面达到世界领先水平；2016年8月，位于云南省曲靖市罗平县的鲁西背靠背异步联网工程顺利投运，电压等级±350 kV ，是世界上首次采用大容量柔性直流与常规直流组合的背靠背直流工程；2016年12月，渝鄂直流背靠背联网工程正式核准建设，电压等级±420 kV ，是世界上电压等级最高、规模最大的柔性直流背靠背工程；2019年12月，张北±500 kV 柔性直流示范工程进入全面调试阶段，构建了输送大规模风、光、抽蓄等多种能源的四端环形柔性直流电网，标致着我国柔性直流输电技术迈向新的高度。
柔性输电之直流输电内容简介轻型直流输电技术是20世纪90年代开始发展的一种新型直流输电技术，核心是采用以全控型器件（如GTO和IGBT等）组成的电压源换流器（VSC）进行换流。
这种换流器功能强、体积小，可减少换流站的设备、简化换流站的结构，故称之为轻型直流输电，其系统原理如图2-1所示。
图2.1 柔性直流输电系统原理示意图其中两个电压源换流器VSC1和VSC2分别用作整流器和逆变器，主要部件包括全控换流桥、直流侧电容器；全控换流桥的每个桥臂均由多个绝缘栅双极晶体管IGBT或门极可关断晶体管GTO等可关断器件组成，可以满足一定技术条件下的容量需求；直流侧电容为换流器提供电压支撑，直流电压的稳定是整个换流器可靠工作的保证；交流侧换流变压器和换流电抗器起到VSC与交流系统间能量交换纽带和滤波作用；交流侧滤波器的作用是滤除交流侧谐波。
由于柔性直流输电一般采用地下或海底电缆，对周围环境产生的影响很小。
1引言随着科学技术的发展，到目前为止，电力传输经历了直流、交流和交直流混合输电三个阶段。
早期的输电工程是从直流输电系统开始的，但是由于不能直接给直流电升压，使得输电距离受到较大的限制，不能满足输送容量增长和输电距离增加的要求。
19世纪80年代末发明了三相交流发电机和变压器，交流输电就普遍地代替了直流输电，并得到迅速发展，逐渐形成现代交流电网的雏形。
大功率换流器的研究成功，为高压直流输电突破了技术上的障碍，因此直流输电重新受到人们的重视。
直流输电相比交流输电在某些方面具有一定优势，自从20世纪50年代联接哥特兰岛与瑞典大陆之间的世界第一条高压直流输电（HVDC）线路建成以来，HVDC在很多工程实践中得到了广泛的应用，如远距离大功率输电、海底电缆输电、两个交流系统之间的非同步联络等等。
目前，国内已有多个大区之间通过直流输电系统实现非同步联网：未来几年，南方电网将建成世界上最大的多馈入直流系统；东北电网也有多条直流输电线路正在建设或纳入规划。
电压源换流器型直流输电技术综述在当今社会，随着电力需求的不断增长和环境保护意识的提高，以及可再生能源的广泛应用，对于电力输电技术的要求也日益提高。
在这种背景下，电压源换流器型直流输电技术应运而生，并逐渐成为电力输电领域的热门话题。
本文将对电压源换流器型直流输电技术进行全面评估，并撰写一篇有价值的文章，以便更深入地了解这一技术的深度和广度。
一、电压源换流器型直流输电技术概述电压源换流器型直流输电技术是一种采用电压源换流器作为输电端装置的直流输电技术。
它通过电力电子器件实现了交流电到直流电的变换，并实现了各种功能的控制，例如功率流动的控制、电压的调节等。
相比传统的线性功率放大器直流输电技术，电压源换流器型直流输电技术具有输电能力大、损耗小、对系统的动态稳定性影响小等优点，成为了新一代直流输电技术的热门选择。
二、电压源换流器型直流输电技术的原理和特点电压源换流器型直流输电技术是基于电力电子器件的控制原理实现的。
其核心是电压源换流器，它能够对电压和电流进行灵活的控制，实现了高效的能量转换和输电控制。
电压源换流器型直流输电技术还具有灵活性高、成本低、占地面积小等特点，能够满足复杂电网结构和大容量输电的需求，因此在电力系统中具有广阔的应用前景。
三、电压源换流器型直流输电技术的应用领域电压源换流器型直流输电技术广泛应用于大容量远距离输电、海底电缆输电、电力系统互联、可再生能源接入等领域。
它能够有效解决传统交流输电技术在长距离输电、大容量输电和电网规划等方面面临的问题，成为了电力系统中不可或缺的一部分。
四、电压源换流器型直流输电技术的优势和未来发展趋势电压源换流器型直流输电技术相比传统的交流输电技术具有输电能力大、输电损耗小、对环境的干扰小等优势，未来的发展趋势主要体现在技术的不断创新和完善上。
随着电力系统的智能化和信息化程度不断提高，电压源换流器型直流输电技术将会更加智能化和高效化，以满足电力系统的需求。
五、个人观点和总结在我看来，电压源换流器型直流输电技术作为一种新型的电力输电技术，将会对未来的电力系统产生重要影响。
关于柔性直流输电技术的探讨摘要：柔性直流输电技术是一种新型的直流输电技术，能够对电力系统进行快速调节，确保电力输送的稳定性，同时增加电力系统的动态无功补偿，进一步提升了电能质量，是现代化智能电网建设的重要应用技术。
本文围绕柔性直流输电技术，对其基本原理、系统结构等进行了分析，并探讨了柔性直流输电技术的应用。
关键词：柔性直流输电技术；原理；特点；应用引言近年来，全球能源消耗情况日渐严峻，我国也提出了建设资源节约型、环境友好型社会的要求，在这种背景下，构建智能、清洁、高效、可靠的输电网络成为电力行业的重要发展目标。
随着智能电网、分布式电源、可再生能源等技术的应用和发展，电网的运行压力不断增加，传统交直流输电技术呈现出很多不足之处，而柔性直流输电技术具有独立调节无功功率、无源供电能力、易于构建直流电网等特点，能够解决非线性负荷、冲击性负荷以及新能源发电并网发电等问题，在现代电网中得到了广泛应用。
在科学技术的推动下，可关断器件、直流电缆等技术进一步提升了柔性直流输电技术的性能，在未来的电网升级改造中将会发挥更大的效用，进一步推动我国电力事业的蓬勃发展。
1柔性直流输电技术概述1.1基本原理柔性直流输电技术是电力电子技术发展到一定阶段的产物，是一种基于电压源型换流器（VSC）、可控关断器件和脉宽调制技术（PWM）的新一代直流输电技术，其中电压源型换流器（VSC）为柔性直流输电技术的控制核心。
柔性直流输电技术主要是利用脉冲调制技术（PWM）控制电压源型换流器（VSC）实现直流输电，在这个过程中，调制波与三角载波通过比较生成触发脉冲，如图1所示，施加到电压源型换流器中，使其上下臂的开关实现高频通断，开关的通断桥臂中点电压Uc在+Ud和—Ud两个固定电压之间进行反复切换，之后通过电抗器进行滤波处理，从而生成三项交流电压Us，反馈到电网中【1】。
柔性直流输电技术能够实现无功功率和有功功率的同步控制，具有灵活的控制方式，从而为电网提供可靠的交流电压。
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展摘要：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。
文中针对柔性直流输电在工程技术、工程应用与未来发展３个方面分别进行了总结和分析。
针对柔性直流输电系统主接线、换流器拓扑结构、控制和保护技术、柔性直流电缆、换流阀试验等多方面进行了全面的技术分析，并指出其技术难点以及未来发展的目标和方向。
介绍了国内外柔性直流输电工程应用领域及现状，并结合未来电网发展特点及需求，分析了柔性直流输电工程应用的趋势，表明了柔性直流输电技术对促进未来电网的发展具有极其重要的作用。
关键词：柔性直流输电；两电平换流器；模块化多电平换流器；直流电网前言：早期的柔性直流输电都是采用两电平或三电平换流器技术，但是一直存在谐波含量高、开关损耗大等缺陷。
随着工程对于电压等级和容量需求的不断提升，这些缺陷体现得越来越明显，成为两电平或三电平技术本身难以逾越的瓶颈。
因此，未来两电平或三电平技术将会主要用于较小功率传输或一些特殊应用场合该技术的出现，提升了柔性直流输电工程的运行效益，极大地促进了柔性直流输电技术的发展及其工程推广应用。
本文从工程技术、工程应用与未来发展３个层面出发，首先分析了柔性直流输电工程现阶段技术发展所面临的挑战，未来相关技术的发展方向及预期的技术目标；然后总结了世界柔性直流输电工程的发展和应用情况，介绍了国外和国内典型柔性直流输电工程，指出其技术和应用上的特点；最后分析了未来国内外在柔性直流输电工程应用领域可能的发展趋势和前景。
一，柔性直流输电工程技术（一）柔性直流输电系统主接线采用两电平、三电平换流器的柔性直流输电系统一般采用在直流侧中性点接地的方式，而模块化多电平柔性直流输电系统则一般采用交流侧接地的方式。
无论是采用直流侧中性点接地的两电平、三电平换流器还是采用交流侧接地的模块化多电平换流器的柔性直流输电系统均为单极对称系统。
正常运行时接地点不会有工作电流流过，不需要设置专门的接地极，而当直流线路或换流器发生故障后，整个系统将不能继续运行。
专利名称：一种柔性直流换流器子模块拓扑结构
专利类型：发明专利
发明人：周季,贺之渊,李强,江伟,别小玉,周杨,阳岳希,马巍巍,许韦华
申请号：CN201510983232.8
申请日：20151224
公开号：CN106921307A
公开日：
20170704
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种柔性直流换流器子模块拓扑结构，包括：半桥结构和MOSFET器件；所述半桥结构包括第一开关模块、第二开关模块和第一电容；所述第一开关模块的负极与第二开关模块的正极相连；所述第一电容的正极和第一开关模块的正极相连，第一电容的负极和第二开关模块的负极相连；所述第一开关模块和第二开关模块均由一个IGBT和一个二极管反并联组成，所述半桥结构的每个IGBT并联一个MOSFET器件；MOSFET器件与IGBT器件的并联应用使得在开通、通流以及关断阶段时都能发挥两种器件各自的优势并取长补短，加入并联的MOSFET后整个过程与传统模块化多电平换流器子模块相比可大幅度降低开通关断时间的同时降低开关损耗。
申请人：国网智能电网研究院,国网福建省电力有限公司电力科学研究院,国家电网公司
地址：102211 北京市昌平区小汤山镇大东流村路270号(未来科技城)
国籍：CN
代理机构：北京安博达知识产权代理有限公司
代理人：徐国文
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探析柔性直流输电技术在全球能源互联网中的应用作者：林夏妮来源：《科学与财富》2017年第10期摘要：随着经济全球化的发展趋势，全球各个行业都在寻求一体化、互联化，电力系统作为世界的通用能源之一，构建一个全球电力能源互联网是极为重要的。
但是电力的互联方式要求较高，需要应用柔性直流输电技术进行互联，因此本文将从柔性直流输电技术入手，对柔性直流输电技术的发展、技术、控制保护等方面进行分析，并提出了柔性直流输电技术在全球能源互联网中的应用方案，旨在为相关人员提供参考意见。
关键词：柔性直流输电技术；全球能源互联；互联方案；1、柔性直流输电技术发展柔性直流输电技术最早是在1990年由加拿大大学学者提出的，瑞士ABB公司在此基础上提出了轻型高压直流输电技术，将聚合物电缆和电压源换流器通过技术手段进行结合，并在瑞典进行了工业试验，取得了较好的效果，国际大电网会议因此将其定义为VSC HVDC，翻译为电压源换流器型高压直流输电，在中国简称为柔性直流输电[1]。
柔性质量输电技术在孤岛供电、大型城市供电、可再生能源发并网等领域应用较为普遍。
其换流器的拓扑结构有两种，可控开关型的换流器拓扑结构和可控电源型的换流器拓扑结构，常见的有三相两电平、三相三电平、模块化多电平等，但是在2011年以后，柔性直流输电工程当中都开始采用模块化多电平换流器结构，因为模块化多电平换流器具有输出波形质量高、开关频率低、处理故障能力强等优势[2]。
2、柔性直流输电换流器技术柔性直流输电换流器根据桥臂等效特性将换流器分为可控电源型和可控开关型，可控电源型换流器的各个桥臂中分散着储能电容，因此可以通过对桥臂等效电压的改变来实现交流侧输出电压的变化[3]。
比较典型的代表就是模块化多电平换流器，可通过改变桥臂内串联子模块个数来完成等效电压的改变，根据子模块的类型可分为钳位双子模块型、全桥型、半桥型等；级联两电平换流器也属于可控电源换流器，它是由半桥电路级联而成的。
