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、柔性直流輸電技術(shù)

1. 柔性直流輸電系統(tǒng)換流站的主要設(shè)備。柔性直流輸電系統(tǒng)換流站的主要設(shè)備一般包括：電壓源換流器、相電抗器、聯(lián)結(jié)變壓器、交流濾波器和控制保護(hù)以及輔助系統(tǒng)(水冷系統(tǒng)、站用系統(tǒng))等。

2. 柔性直流輸電技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。柔性直流輸電是在常規(guī)直流輸電的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因此傳統(tǒng)的直流輸電技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)，柔性輸電大都具有。此外，柔性輸電還具有一些自身的優(yōu)點(diǎn)。

1）潮流反轉(zhuǎn)方便快捷，現(xiàn)有交流系統(tǒng)的輸電能力強(qiáng)，交流電網(wǎng)的功角穩(wěn)定性高。保持電壓恒定，可調(diào)節(jié)有功潮流；保持有功不變，可調(diào)節(jié)無功功率。

2）事故后可快速恢復(fù)供電和黑啟動(dòng)，可以向無源電網(wǎng)供電，受端系統(tǒng)可以是無源網(wǎng)絡(luò)，不需要濾波器開關(guān)。功率變化時(shí)，濾波器不需要提供無功功率。

3）設(shè)計(jì)具有緊湊化、模塊化的特點(diǎn)，易于移動(dòng)、安裝、調(diào)試和維護(hù)，易于擴(kuò)展和實(shí)現(xiàn)多端直流輸電等優(yōu)點(diǎn)。

4）采用雙ji運(yùn)行，不需要接地ji，沒有注入地下的電流。

3. 柔性直流輸電技術(shù)的缺點(diǎn)。系統(tǒng)損耗大（開關(guān)損耗較大），不能控制直流側(cè)故障時(shí)的故障電流。在直流側(cè)發(fā)生故障的情況下，由于柔性直流輸電系統(tǒng)中的換流器中存在不可控的二ji管通路，因此柔性直流輸電系統(tǒng)不能閉鎖直流側(cè)短路故障時(shí)的故障電流，在故障發(fā)生后只能通過斷開交流側(cè)斷路器來切除故障?？梢允褂玫膠ui 佳解決方式是通過使用直流電纜來提高系統(tǒng)的可靠性和可用率。

二、常規(guī)直流輸電技術(shù)和柔性直流輸電技術(shù)的對(duì)比

1. 換流器閥所用器件的對(duì)比。

1）常規(guī)直流輸電采用大功率晶閘管，由于晶閘管是非可控關(guān)斷器件，這使得在常規(guī)直流輸電系統(tǒng)中只能控制晶閘管換流閥的開通而不能控制其關(guān)斷，其關(guān)斷必 須借助于交流母線電壓的過零，使閥電流減小至閥的維持電流以下才行。

2）柔性直流輸電一般采用IGBT閥，由于IGBT是一種可自關(guān)斷的全控器件，即可以根據(jù)門ji的控制脈沖將器件開通或關(guān)斷，不需要換相電流的參與。

2. 換流閥的對(duì)比。

1）常規(guī)直流輸電系統(tǒng)中換流閥所用的器件是大功率晶閘管和飽和電抗器，可以輸送大功率。

2）柔性直流輸電系統(tǒng)中的換流閥采用了IGBT器件，可實(shí)現(xiàn)很高的開關(guān)速度，在觸發(fā)控制上采用PWM技術(shù)，開關(guān)頻率相對(duì)較高，換流站的輸出電壓諧波量較小，主要包含高次諧波。故相對(duì)于常規(guī)直流輸電，柔性直流輸電換流站安裝的濾波裝置的容量大大減小。

3）常規(guī)直流輸電通過換流變壓器連接交流電網(wǎng)，而柔性直流輸電是串聯(lián)電抗器加變壓器，常規(guī)直流輸電以平波電抗器和直流濾波器來平穩(wěn)電流，而柔性直流輸電則采用直流電容器。

3. 換流站控制方式的對(duì)比。

1）常規(guī)直流輸電系統(tǒng)的換流站之間必 須進(jìn)行通信，以傳遞系統(tǒng)參數(shù)并進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，而柔性直流輸電系統(tǒng)中各換流站之間的通信不是必 需的。

2）功率反向輸送能力的對(duì)比。柔性直流輸電系統(tǒng)在潮流反轉(zhuǎn)時(shí)，只需改變電流方向，而直流電壓ji性不變，功率反向時(shí)系統(tǒng)不停運(yùn)，這使得柔性直流輸電系統(tǒng)改變功率方向時(shí)，兩端換流站的控制策略不變，更不需要投切交流濾波器或閉鎖換流器。而常規(guī)直流輸電改變功率方向時(shí)需要改變電壓ji性，而直流電流ji性不變，功率反向時(shí)，換流站需退出運(yùn)行，改變控制策略，并且需要對(duì)濾波器和無功補(bǔ)償設(shè)備的投切情況進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷。

3）對(duì)交流網(wǎng)絡(luò)的依耐性方面的對(duì)比。柔性直流輸電不需要依靠交流系統(tǒng)的能力來維持電壓和頻率穩(wěn)定，無需無功補(bǔ)償，換流器自身可提供無功功率。而常規(guī)直流輸電要求受端交流系統(tǒng)具有足夠的短路容量，需要外加的換相容量，不能向無源或弱網(wǎng)絡(luò)送電。

4）有功和無功功率控制方面的對(duì)比。柔性直流輸電的有功、無功可以獨(dú) 立控制。常規(guī)直流輸電的有功、無功不能獨(dú) 立控制，調(diào)節(jié)無功需要特殊裝置和額外費(fèi)用，需交流系統(tǒng)或增加無功補(bǔ)償設(shè)備提供換流站消耗的無功功率。

5）電壓控制方面的對(duì)比。柔性直流輸電本身可以起到STATCOM的作用，穩(wěn)定交流母線電壓，而常規(guī)直流輸電需要借助無功補(bǔ)償設(shè)備穩(wěn)定交流母線電壓。

6）黑啟動(dòng)能力方面的對(duì)比。柔性直流輸電有黑啟動(dòng)能力。即當(dāng)一端交流系統(tǒng)發(fā)生電壓崩潰或停電時(shí)，瞬間啟動(dòng)自身的參考電壓，向切除電源的交流系統(tǒng)供電，相當(dāng)于備用發(fā)電機(jī)，隨時(shí)向癱瘓的電網(wǎng)供電。而常規(guī)直流輸電無黑啟動(dòng)能力。

經(jīng)過常規(guī)直流輸電與柔性直流輸電的比對(duì)發(fā)現(xiàn)，隨著直流輸電技術(shù)的飛速發(fā)展，以及節(jié)能和綠色能源的要求，尤其在可再 生能源發(fā)電并網(wǎng)和孤島供電方面，未來以IGBT為代表的柔性直流輸電必將成為市場(chǎng)的主流，柔性直流輸電尤其是基于電壓源型換流器的直流輸電將會(huì)快速發(fā)展，與常規(guī)直流輸電并存，甚至超過后者。

三.運(yùn)行方式

實(shí)現(xiàn)柔性直流輸電系統(tǒng)的３種運(yùn)行方式：

１）運(yùn)行方式１

只有直流線路的運(yùn)行方式。送端換流站有功類控 制 器選擇頻率控制，無功類控 制 器選擇交流電壓控制；受端換流站有功類控 制 器選擇直流電壓控制，無功類控 制 器選擇交流電壓控制或無功功率控制，并且交流電壓控制和無功功率控制可以手動(dòng)切換。

２）運(yùn)行方式２

交直流并聯(lián)的運(yùn)行方式。送端換流站有功類控 制 器選擇有功功率控制，無功類控 制 器選擇交流電壓控制或無功功率控制；受端換流站有功類控 制 器選擇直流電壓控制，無功類控 制 器選擇交流電壓控制或無功功率控制。２個(gè)站的交流電壓控制和無功功率控制均可手動(dòng)切換。

３）運(yùn)行方式３

ＳＴＡＴＣＯＭ 運(yùn)行方式。２個(gè)換流站的直流連接斷開，可以分別作為２個(gè)獨(dú) 立的ＳＴＡＴＣＯＭ 運(yùn)行。有功類控 制 器選擇直流電壓控制，無功類控 制 器選擇交流電壓控制或無功功率控制。交流電壓控制和無功功率控制可以手動(dòng)切換。