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

姜海洋

国网赤峰供电公司 024000

摘要：经济的快速发展，带动了能源产业创新，在日益严峻的用电环境与能源紧缺状态下，城市人口迅速膨胀，对电力的要求也越来越高，特别是对电力的分配与输出更加突出，要想全面形成合理规划与分配，则需要有效解决好城区孤岛供电、可再生能源的问题，保证人们用电需要，通过技术创新与服务，有效发挥电网作用，提高现有输电走廊电能输送能力是关键。

关键词：柔性技术；直流输电；电力传送

引言

随着我国电力行业的建设与发展，人们愈发重视柔性直流输电技术，关注柔性直流输电技术对能源结构的调整及优化作用。柔性直流输电技术具有无功控制特性、端输电特性、孤岛特性等多种应用优势，能够灵活运用于电力行业中，提升现代社会电力输送整体水平，促进电力系统的现代化、科技化发展。目前柔性直流输电技术的常见应用形式为：连通分散的小型发电厂、城市直流输配电网、海上风电场。

１柔性直流输电技术

柔性直流输电技术是建立在电压源换流器以及交联聚乙烯电缆基础上形成的一种基于脉宽调制控制的直流输电技术。电压源换流器的主要构成部件为可关断器件，在电压源转换技术的作用下，柔性直流输电技术可通过使用ＩＧＢＴ开关对电网工作点进行快速转换，同时对有功功率以及无功功率进行独立控制。柔性直流输电线路结构多采用两电平拓扑结构，运用在送端、受端换流器中的ＶＳＣ及换流器的结构均保持高度一致，其主要组成部分包括换流器与换流电抗器、直流与交流电容器、滤波器等ｍ。在柔性直流输电过程中，通过对换流桥输出电压幅值、相位进行有效控制，即可对于交流系统电压相对应的相位进行适当调整，使得换流电抗器上电压降随之发生变化，最终达到有效控制交流系统和ＶＳＣ之间的有功功率与无功功率的目的。

2柔性直流输电技术的发展现状

柔性直流输电技术是一种全新的直流输电技术，其核心是电压源型换流器，利用全控型电力器件组成电压源型换流器如图1所示，从而形成整个输电系统的核心。在现代社会中，柔性直流输电技术具有较为明显的应用优势，具有滤波容量小、关断可控性、方便管理等多方面的特点。随着现代社会的发展与进步，人们对于电力供应系统的整体水平提出了更高的要求，需要电能供应保持整体稳定、电能质量较好、具有较高的服务质量。此外，我国电网工程的输电需求不断加大，送电距离与传输距离日益扩展，这些都是现代社会发展对于电能需求的体现。从技术角度分析，柔性直流输电技术强化了电力系统器件技术与电力的结合，提升了高难度的输电效率，是现阶段最为有效的输电方式，促进了我国电力系统输送技术的创新与发展。

3应用优势

技术具备先进性，在应用中有着良好的优势，主要体现在几个方面，一是潮流反转电压极性不变。进行柔性直流输电时，往往会出现输电系统潮流反转的情况，影响供电效果与质量，也带来不安定的因素，而通过技术应用，则会从整体上提高输电效率，直流电压稳定性更好，保证了电力运行的安全稳定，从而能够避免传统直流输电技术弊端。正是因为潮流反转电压极性不变的优势，才使这项技术得以全面推广。二是采用脉宽调制技术。进行柔性直流输电过程中，技术所使用的是脉宽调制技术，使传统传输技术得到了优化与提升，也就是对原有直流输电系统结构做好进一步的完善创新，形成了实用性更强的技术形态，能够在全面满足基本运行的同时，对原有结构做了简化处理，更好地满足了传输需要，保证了电力的稳定与安全。脉宽调制技术的广泛使用，可以实现没有变压器情况下的快速传输，保证了作业的条件，实现了能源节约，步骤简化的目标，和传统技术比较，其更加具有应用前景优势，柔性直流输电技术的整体效率更高，实践效果更好。三是简化控制操作。先进的技术与传统输电技术比较，有着很好的应用，控制操作步骤更加简单，成本运行更加节约，柔性直流输电技术有效保证了传输效果，实现系统中无功率和有功率电网独立运行，避免了繁杂程序，使各个操作步骤更加具备实操性、稳定性，确保了技术的应用效率。通过有效的步骤简化，保证了人们的用电体验，更保证了工作人员的安全。

4柔性直流输电控制系统保护功能

柔性直流输电控制单元的保护功能应自动适用直流系统的各种运行方式，并保证其安全性、可靠性、快速性。根据不同的运行方式，柔性直流输电控制单元在控制装置上配置了ＯＬＴ直流保护等保护功能。控制装置与柔性直流保护单元系统、阀控系统、阀冷系统、联接变保护系统、测量系统都有物理信号连接，控制单元监控自身及其相连设备运行状态，确保各装置处于严重异常时可靠出口跳闸；同时，控制单元执行直流保护、阀控、非电量保护等重跳逻辑，确保跳闸可靠执行。另外，柔性直流输电控制单元还需完成其交流场和直流场的开关和刀闸的顺序控制逻辑，在顺控过程中出现失败后执行顺控失败逻辑。

5柔性直流输电技术的应用前景展望

5.1柔性直流输电技术应用——海上风电场

我国国土面积辽阔，除了大面积的土地资源，还存在丰富的海域资源与海岛资源，在这些海岛内部，仍然使用着传统的柴油或者天然气发电系统，电能成本较高，且供电效果不佳，整体稳定性较差。这些发电手段能够为当地人们提供日常生活便利，既影响了海岛城市的整体发展，同时也不符合我国当下倡导的“节能减排”发展理念。因此，技术人员采用柔性直流输电技术，充分发挥其应用优势。以“ABB海上风电场柔性直流输电工程”为例，技术人员可以结合海岛本身的特性，集中控制海岛风力发电机，进行并网处理，实现长距离输电目标，将其转化为海上风电场的并网应用技术，从而实现海岛电能能源的经济效益与环保效益。

5.2在城市电网塔容及直流供电中的应用

要想全面实现技术应用，就需要把握好技术的优势与劣势，全面发挥优势，做到综合性推广应用，提升技术应用能力与效果。综合考虑柔性直流输电技术具备的一系列优点，那么，我们就能够看到其应用的前景与范围，目前技术在电厂发展、电力并网、海上平台等领域有着更加广泛的应用，也取得了好的应用效果，在未来发展中，技术应用将会向更多方向拓展。我国经济高速发展、城市建设不断推进，城市发展需要良好的电力供给，而电网的拓宽，给技术带来了良好的机遇，为了保证城市电网快速发展，就需要有效解决好技术发展难题，大部分城市电网负荷增多，人们对电力的需求量增加，那么，全新的技术就会提高整体电量供应能力，保证经济发展，为人们提供更加稳定的电力能源。

结束语

就柔性直流输电技术的发展现状、应用及其运用前景而言，其本身具有较强的灵活性与实用性，相较于传统交直流输电系统，柔性直流输电技术更加具有未来发展优势。结合柔性直流输电技术的应用情况可以发现，其更能够适应现代社会城市电网的增容、直流供电方面的应用需求，能够有效促进我国电网的建设与发展，提高并网水平，有效实现远距离的电力输送，降低电力输送成本，提高电力系统的可控制能力，避免产生不必要的系统故障。

参考文献

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