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!#年第4卷第1期2017 Vol.4 N o.1南方能源建设SOUTHERN ENERGY CONSTRUCTION勘测设计Survey ZDesignD O I： 10 .16516/j.gedi.issn2095-8676.2017 .01.012海上平台柔性直流换流站工程应用方案研究郝为瀚(中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，广州510663)摘要：随着柔性直流输电技术的不断发展，至今已经成为主流的直流输电技术，在海岛供电、风电接入、电网互连等 方面已经有了大量的应用，积累了充足的工程经验。
由于柔性直流输电技术的自身特点，用于海上平台供电有着先天 的优势。
基于陆上柔性直流换流站的技术基础，从拓扑结构、主要电气设备选型、电气平面布置以及二次系统等方面 论述了海上平台换流站的工程应用方案，对柔性直流输电技术的在海上平台供电领域的应用以及发展方向提出了一些 具有积极意义的设想和建议。
关键词$柔性直流输电技术；海上平台换流站；M M C拓扑结构中图分类号：TM71 文献标志码：A文章编号$2〇95-8676(2017)01-0〇66-05Research on VSC-HVDC Converter Station Application on Offshore PlatformHAO W eihan(ChinaEnergy Engineering Group Guangdong Electric Power Design Institute Co. $Ltd. $Guangzhou510663，China)A b s tra c t：W itli the continuous development o f VSC-HVDC technology,it has become the mainstream o f DC transmission technology.In the island power supply，wind power access，power grid interconnection，and so has a la^ge number o f applications，has accumulated plenty o f engineering experience.Because o f its own chaacteristics，VSC-HVDC tedinology has an innate advantage in power supply for offshiore platforms.B ased on the technical foundation o f the VSC-HVDCconverter the engineering application scheme o f the offshore platform converter station from the aspects o f topological equipment selection，electrical plane layout and secondary system，etc.And it also has a number o f positi'^e ideas and suggestions about the VSC-HVDCtechnology offshore platform power supply applications and the development o f the direction.Key w o rd s:VS C-H VD C;converter station on offshore platform;M M C topological structure随着国民经济的快速增长、国内能源需求缺口 扩大和海洋战略的有力推进，海上钻井平台业务发 展迅猛，而海上平台的电力供应保障对海上平台的 持续、安全工作非常重要[1]。
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。
柔性直流输电技术应用、进步与期望一、概述随着全球能源结构的转型和电力电子技术的飞速发展，柔性直流输电技术（VSCHVDC）作为一种新型的输电方式，正逐渐受到广泛关注和应用。
柔性直流输电技术以其独特的优势，如可独立控制有功和无功功率、无需交流系统提供换相电压支撑、易于构成多端直流系统等，在新能源接入、城市电网供电、海岛供电、分布式发电并网等领域展现出广阔的应用前景。
自20世纪90年代以来，柔性直流输电技术经历了从理论研究到工程实践的发展历程。
随着电力电子器件的不断进步和控制策略的优化，柔性直流输电系统的容量和电压等级不断提升，系统效率和可靠性也得到了显著提高。
目前，柔性直流输电技术已成为解决新能源大规模并网、提高电网智能化水平、推动能源互联网发展的重要技术手段。
尽管柔性直流输电技术取得了显著的进步，但仍面临一些挑战和期望。
一方面，随着应用领域的不断拓展，对柔性直流输电系统的性能要求也越来越高，如更高的容量、更低的损耗、更快的响应速度等。
另一方面，随着可再生能源的大规模开发和利用，电网的复杂性和不确定性也在增加，这对柔性直流输电技术的稳定性和可靠性提出了更高的要求。
1. 简述柔性直流输电技术的背景和重要性随着全球能源需求的日益增长，传统直流输电技术在面对能源紧缺、环境压力以及现代科技发展的挑战时，已显得力不从心。
在这样的背景下，柔性直流输电技术应运而生，成为了一种顺应社会发展的新型输电技术。
从能源角度来看，随着城市化进程的加快和工业化水平的提高，能源需求呈现出爆炸式增长。
传统的直流输电技术，虽然在一定程度上能够满足能源传输的需求，但在面对大规模、远距离的电能输送时，其局限性逐渐显现。
同时，随着可再生能源的快速发展，如风能、太阳能等，这些能源具有分散性、远离负荷中心以及小型化的特点，传统的直流输电技术难以满足这些新能源的接入和调度需求。
柔性直流输电技术的出现，正好弥补了这一技术短板，使得大规模、远距离的电能输送以及新能源的接入和调度成为可能。
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。
柔性直流输电技术的应用探究摘要：本文主要针对柔性直流输电技术的系统结构、基本工作原理和技术的特点、功能等方面对柔性直流输电技术的发展与应用进行阐述，柔性直流输电技术补充了传统高压电技术的不足，提供了新的途径方法，结合国内外输变电技术的发展对可再生能源进行研究。
关键词：柔性直输电；技术；应用从技术上讲，灵活的直流输电技术是新一代直流输电电压源换流器为核心，采用电压源换流器和最先进的全控制的设备，传统的高压直流输电技术的升级。
相比交流和常规输电，在传输能量的同时，灵活地调整柔性直流输电技术，它具有可控性好，操作灵活，适用范围广的场合等显著优点。
1柔性直输电技术的概念1.1 柔性直输电的历程谈到电力传输的历程，电力传输目前有三个阶段，分别为直流阶段、交流阶段以及交直流相混合输电阶段。
早期的用电运输工程是从直流输电系统开始的，这种直流输电系统存在弊端，效果不好，不能直接将直流电进行升压，这样导致输电距离受到很大的限制，限制了发展，更不能满足输送容量的增长以及输电距离增加的相应需求。
后来，三相交流发电机和变压器应运而生，随着交流电的优势日益明显，交流输电也就开始逐渐地代替了直流输电系统，由于良好的性能，交流电发展迅猛，并且得到世界各国的普及，逐渐形成了当代交流电网的雏形。
对于大功率换流器的研究成功，解决了高压直流输电上的技术难题。
相比直流输电，交流输电在一些方面具有很强的优势。
现在，为了更好的发展输电技术，开始使用柔性直流输电技术，比如在远距离大功率的输电方面、海底电缆输电系统以及两个交流系统之间的非同步联络等等。
1.2 柔性直输电技术的技术特点当前，柔性直流输电技术有了较大的提高，特别是在降低损耗控制方面以及保护技术这些方面都取得了相当大的进步。
在柔性直流输电技术方面，前期仍然存在一些问题，比如说在受控端网络方面必须是一个完整的有源系统，不能实现向无源系统供电。
后来采用新的技术，用全控型半导体器件IGBT组成的电压源型换流器的柔性直流输电在瑞典顺利运行，这也标志着直流输电技术向新的发展迈进。
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展一、本文概述1、简述柔性直流输电技术的背景和发展历程随着能源结构的优化和电网互联的需求增长，直流输电技术以其长距离、大容量、低损耗的优势，在电力系统中占据了举足轻重的地位。
然而，传统的直流输电技术，如基于晶闸管的直流输电（LCC-HVDC），存在换流站需消耗大量无功、无法独立控制有功和无功功率、对交流系统故障敏感等问题。
因此，柔性直流输电技术（VSC-HVDC）应运而生，它采用电压源型换流器（VSC）和脉宽调制（PWM）技术，实现了对有功和无功功率的独立控制，并具有快速响应、灵活调节、易于构成多端直流系统等优点。
柔性直流输电技术的发展历程可以追溯到20世纪90年代初，当时基于绝缘栅双极晶体管（IGBT）的VSC技术开始应用于风电场并网和孤岛供电等领域。
随着电力电子技术的快速发展，VSC的容量和电压等级不断提升，使得柔性直流输电技术在电网互联、新能源接入、城市配电网等领域得到了广泛应用。
进入21世纪后，随着全球能源互联网的提出和新能源的大规模开发，柔性直流输电技术迎来了快速发展的黄金时期。
目前，柔性直流输电技术已经成为直流输电领域的研究热点和发展方向，其在全球范围内的大规模应用也为电力系统的智能化、绿色化、高效化发展提供了有力支撑。
2、阐述柔性直流输电技术在现代电力系统中的重要性在现代电力系统中，柔性直流输电技术已经日益显示出其无法替代的重要性。
它作为一种先进的输电技术，不仅克服了传统直流输电技术的局限性，还以其独特的优势在现代电网建设中占据了举足轻重的地位。
柔性直流输电技术的灵活性和可控性使得它在大规模可再生能源接入电网中发挥了关键作用。
随着可再生能源如风能、太阳能等的大规模开发和利用，电网面临着越来越大的挑战。
这些可再生能源具有随机性、波动性和间歇性等特点，对电网的稳定性造成了威胁。
而柔性直流输电技术通过其独特的控制策略，可以实现对有功功率和无功功率的独立控制，从而有效地解决可再生能源接入电网所带来的问题，提高电网的稳定性和可靠性。
风电并网中的柔性直流输电技术分析与以往工作不同的是，风电并网的工作开展时，一定要在稳定性方面做出较大的努力，应尽量减少各种不良因素的作用，从多个方面保证各项工作的开展可以按照预期来执行。
柔性直流输电技术在现阶段的研究当中，不仅将以往的技术作为对比，同时还在技术的优势研究上比较深入，希望由此来在风电并网过程中，提供更多的帮助。
一、柔性直流输电系统（一）柔性直流输电技术的特点分析对于风电并网而言，虽然自身具备的积极作用比较突出，可是在很多工作的开展上，都不能从传统的角度来出发，应在多个方面保证柔性直流输电技术得到有效的应用，减少强制性的错误操作，保证各项工作的落实能够得到预期的效果。
分析认为，柔性直流输电技术的特点主要是集中在以下几个方面：第一，柔性直流输电技术的实施，自身是一种将可关断电力电子器件引入直流输电领域的新型直流输电技术。
该项技术的操作过程中，主要选择的设备，表现为具有自关断能力的全控型半导体器件IGBT所构成的电压源变流器，该项设备可以将常规的设备更好取代，相比基于半控晶闸管器件的直流电源变流器而言，柔性直流输电技术的设备在性能上更加优秀。
第二，从电网技术的使用上来分析，柔性直流输电技术在落实以后，能够将独立的控制有功能力、独立控制无功能力更好的发挥出来，针对潮流的反转而言，能够在较短的时间内实现。
这样一来，就可以更好的提高交流系统的输电能力，同时在功角的稳定性方面也取得了较大的提升。
一般而言，柔性直流输电技术在应用到风电并网的工作以后，能够在很短的时间内恢复供电，在黑启动方面，以及向无源电网供电方面，也得到了较好的效果。
第三，柔性直流输电技术在实施以后，对经济上的影响较大，对环境上的影响较小。
多数地方在操作柔性直流输电技术时，仅仅需要占有很小的土地面积，在相关工作的施工工期上也表现较短，该项技术所产生的电磁干扰并不高。
（二）柔性直流输电系统运行方式对于柔性直流输电技术而言，其在使用的过程中，主要是借助于相关的系统来完成的。
海上风电柔性直流输电及变流器技术徐孝峰发布时间：2021-08-30T05:19:15.020Z 来源：《河南电力》2021年5期作者：徐孝峰江丁勇林圣辉[导读] 近些年来，风电产业在我国技术和政策的支持下，得到了快速发展，而柔性直流输电不仅具备调节速度快，运行可靠等优势，而且还可以提高系统运行的稳定性，因此在海上风电中得到广泛应用。
（华电（福建）风电有限公司福建福州 350000）摘要：基于气候变化和能源短缺的双重压力下，发展可再生能源势在必行。
而风能作为可再生能源取之不尽、用之不竭，这就使得海上风电具备比较好的发展前景。
同时，海上风电柔性直流输电也得到了国内外学者的青睐，但是传统DFIG风电变流器无法满足海上风电发展需求，此时就需要引进先进的变流器技术，以此来更好的推动海上风电发展。
关键词：海上风电；柔性直流输电；变流器近些年来，风电产业在我国技术和政策的支持下，得到了快速发展，而柔性直流输电不仅具备调节速度快，运行可靠等优势，而且还可以提高系统运行的稳定性，因此在海上风电中得到广泛应用。
柔性直流输电属于新型直流输电技术，其一般是指在绝缘栅双极晶体管和电压源换流器的基础上研发而来，系统具备理想的自关断电流能力。
在海上风电领域，为了充分发挥柔性直流输电的优势，还需要合理引进变流器技术，下面将会对其进行全面、系统的研究。
1.海上风电柔性直流输电概述在海上风电发展过程中，柔性直流输电技术得到了广泛应用，其具备可向无源网络供电、无需额外增加无功补偿设备、能实现输电系统无功功率与有功功率独立控制等优点，可以更好的满足长距离输电要求，因此成为海上风电首选技术。
目前，在国外柔性直流输电技术已经得到大面积的推广，并产生了比较理想的环保和经济效益。
如今，大多数海上风电厂电能直流输送选择了基于轻型高压直流输电背景下的发电机集中控制并网方案，如图1所示，通过升压变压器升压后，风力发电机传输的交流电通过交流海底电缆运输至公共交流母线上，而且此时的交流电通过送端直流输电变流器转化为直流电，并且通过轻型HVDC海底电缆传输至岸上受端换流站，最后通过受端直流输电变流器将其转化成交流电后传输至公共电网使用。
海上风电柔性直流输电关键设计技术摘要：针对海上风电柔性直流送出的关键设计技术，本文从系统设计、接线设计、关键设备选择、绝缘配合等几个领域进行了深入研究，阐述了柔性直流设计的核心设备配置方案及参数选取原则，为柔性直流设计的主要技术原则提供了技术积累。
关键词：柔性直流; 海上风电;设计技术引言海上风电作为中国风电发展的下一个至高点，是我国实现能源结构转型的重要手段。
与陆上风电相比，海上风电具有几个优点：风力大、风密度大、风力比较稳定；离负荷中心近，不需要长距离大容量的输电线路；节约资源、节约土地，是最具发展潜力的清洁资源之一。
2022 年以来，海上风电项目离岸距离随单机容量提升不断提升，海风项目深远化趋势明显。
针对深远海风电，传统高压交流送出受无功电流、充电电压、损耗等影响，在远距离高压大容量场景下受限。
而高压直流输电由于存在换流器的触发延⾓和关断⾓以及波形的⾓正弦，需要吸收⾓量的⾓功功率，其值约为换流站所通过的直流功率的40%~60%。
因⾓需要⾓量的⾓功功率补偿及滤波设备，需要大面积海上平台用于布置以上设备。
且常规直流系统存在换相失败的问题，需要强交流系统支撑，而海上风电难以满足。
再此背景下，柔性直流输电因其不需要无功补偿，可接入弱交流系统、无源系统，占地面积小等特点，在深远海风电中的优势逐渐显现。
1、柔性直流输电网络设计技术柔性直流输电系统从网络型式上常见的有：两端型、多端型及网络型。
两端型接线：点对点，或背靠背构成，送出端换流站与接收端换流站一一对应，两端型换流站也是目前应用最多的接线型式。
多端型接线：打破两端型一一对应的特征，可以实现一端送出，多端接收。
也可以实现多端送出，一端接收。
网络型接线：在多端型接线的基础上发展而来，可是实现多个送端站和多个接收站互联。
换流站常用接线型式有对称单极、对称双极+金属回线、对称双极+接地极等几种类型，接线示意如下图：图1 对称单极接线图2 对称双极+金属回线接线图3 对称双极+接地极接线2、换流阀设计技术相较于陆上换流站，海上换流站造价对换流阀设备的重量和体积更敏感；海上高湿度、高盐度环境，对换流阀设备防护设计要求更高；换流阀采用整体运输、安装抗震抗倾斜、运行抗振动的要求高；同时海上环境下检修对天气条件要求高，且窗口期较短，对换流阀可靠性要求高。
