轻型直流输电的应用
浅谈轻型直流输电技术应用
浅谈轻型直流输电技术应用黎献腾(广东电网汕尾供电局，广东汕尾516600)摘要：轻型高压直流输电是在电压源换流器和绝缘栅双极晶体管基础上开发出来的一种新型输电技术。
它轻型、高效。
具有可观的经济效益和环保价值，同时它的操作极其灵活且可大大改善电能质量。
在阐述基本运行原理的基础上，分析了轻型高压直流输电的特点和应用场合。
关键词：轻型高压直流输电；电压源换流器；脉宽调制。
前言目前新型、清洁、可再生能源发电已成为未来电力系统的发展方向，风力、太阳能等新型能源发电在世界范围内逐步扩展，其主要特点之一是分散化与小型化。
地理条件与发电规模的制约使得利用现有交流输电技术将这些“孤岛”电源与电网连接经济性差、环保压力大。
同时钻探平台、岛屿、矿区等“孤岛”负荷目前多采用污染性大的柴油发电机供电，若采用交流输电技术供电也有同样问题。
另外，随着电力工业的不断发展，用电负荷不断增加，空中输电线路走廊日趋饱和，架设新的线路受到环境、经济条件等因素的限制，变得越发困难。
现有的传统高压输电线路的使用已接近它们的边缘。
尤其在城市负荷中心，增加传统的架空交流输电线几乎不可能。
为此，需要一种经济、灵活、高质量的输电方式解决上述问题。
轻型高压直流输电作为一种经济、灵活、高质量的输电方式，已用于国外许多直流高压输电工程中，并产生了良好的输电及环保效益。
1轻型高压直流输电技术简介轻型高压直流输电技术是一种采用最新电力电子技术，进行交流与直流电流之间相互转换与传输的新技术。
它采用大功率的可任意开断的绝缘栅双极晶体管(I G B T)，作为电子元件来取代传统的半控型元件“晶闸管”。
换流器则采用电压源换流器(vsc)技术，来取代传统的相控换流器(PC C)技术。
控制系统采用脉宽调制技术(PW M)，使得对有功和无功的调节、控制都变得十分快捷方便。
1．1电压源换流器(V S C)技术在传统电力工业中用于高压直流输电的基于PC C技术，如今已几乎全被V SC技术所取代。
轻型直流输电适用于风电场的电力传输新技术
高 ，损耗 更小的 优点 。 风 电场接入 系统的送端和 受端均采用 电压源换 流器（ ｃ ，两 端具有相 同的结 构（ ｖｓ ） 见图 １。换流 器 ） 为两 电平六脉 动型 ，每个桥臂 由多个功率开关元件 Ｉ Ｂ 串联而成 。各个元件 的功能和作用 如下 ： Ｇ Ｔ １ ＶＳ 通 过 功率 开 关 的 快速 开 闭将 直 流 电压 ） Ｃ 变成 交 变 电压 ，再 作 基 波的 幅 值和 相位 控 制 ，形 成 所期 望的 交流侧 电流和 功率 ； ２ 直 流 侧 电容 器 的作 用是 为ＶＳ 提 供 电压 支 ） Ｃ
柔性直流输 电
ห้องสมุดไป่ตู้
控制 策略
Ｋ ｅ ｗｏｒ ： ｉ ｄ ａ ｋｓ Ｐｏ ｅ ａ ｍ ｉｓｏｎ ＨＶ ＤＣ ｇｈ Ｃｏ ｔｏｌ ｔａ ｅ ｙ ｙ ｄｓ Ｗ ｎ ｐ ｒ ｗ ｒｔ ｎｓ ｓ ｉ ｒ Ｌｉ ｔ ｎｒ ｒ ｔｇ ｓ
文献标识码 ：Ｂ
１ 言 ． 前
近十年来 ，风 力发 电作为一种 清洁能源得到迅 速发 展 。在 我 国 ，２ ０ 年 装机 容量仅 为３ ０ＭＷ ， ００ ５ ￣ ２ ０ 年装机 容量 已经超 过 １０ ０Ｍｗ 。２ ０ 年以 １０ ８ ］ ０ ０ ０５ 来 ，年 增长率 均超 过 了 １０ ０ ％。风 力发 电 已成 为解 决未来能源危机 的一 个重要发展方 向。 随 着技 术 的进 步 ，风 电成本 已经大 幅 降 低 ， 但风 力 发 电大规 模 应 用给 交 流 系统 带来 的 稳定 性 问题 却 没有 得 到很 好 解决 。电 力 电子技 术 的迅 猛 发 展 ，轻 型 直流 输 电技 术（ ＶＤ ｉｈ） 出现 ， Ｈ ＣＬｇｔ 的 使解 决 风 力发 电场 并 网对 电网稳 定性 和 电能 质量 的影 响 ，提 高并 网风 力发 电场 的 最大 接 入 容量 和 输 送容 量 ，灵活实现风 电潮 流的控 制变 成可能 。
轻型高压直流输电技术简介
Ｔｈ ｉｆＩ ｔｏ ｕ ｔｏ ｆＬｉｈ ｇ ． ｈａ ａ ｍｉｓｏ ｃ ｎ ｌｇ ｅＢｒｅ ｒ ｄ ｃ ｉｎ ｏ ｇ ｔＨｉｈ． ｎ ． Ｖｏ ｇＤＣ Ｔｒ ｎｓ ｓ ｉｎ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ
周 围 的环 境没 有什 么影 响 。 在 电力 市场 日益 完善 的今 天 ， Ｖ Ｃ Ｌｇ ｔ Ｈ Ｄ ｉ ｈ 作 为 一 项 新 型 的 直 流输 电技 术 以 其 自身 的 特性 在 应
Ｈ Ｄ Ｖ Ｃ技 术还 存 在着 某些 固有 的 缺 点 ， 费用 相 对 如 较 高 ， 要 是 换 流 站 的投 资较 大 ， 及 使 用 上 还 受 主 以
Ｈ Ｄ Ｖ Ｃ在技 术 上并 没有 发 生根 本 性 的变化 。目前 的
图 １ 基 于 ＶＳ 的 轻 型 直 流 输 电 Ｃ
维护 设 备 由常 用 的一 些 设 备 组 成 ， 如 ， 流 例 直
断 路 器 、冷 却 系统 的泵 与 风 机 等 等 。另 外 ， Ｖ Ｃ Ｈ Ｄ ｉ ｈ 是通 过 地 下 电缆传 输 电能 ，所 以在 外 观 上 对 Ｌｇｔ
所示 。
・ 两个 直 流 系统 之 间 的连接 等 等 。
ｌ － 传统 ＩＶＤＣ与 Ｉ ２ ｔ ｔ ＶＤＣ Ｌ ｇ ｔ 区别 ｉｈ 的
其换 流站 为无 人 值 守 型换 流 站 ， 几乎 不 需要 人 去 维护 ， 以 进行 远 程 控制 或 者根 据 相邻 的交 流系 可
高 等 学 校 博 士 学 科 点 专项 科 研 基 金 （０ １０ ９ ０ ） 助 项 目． ２０ ０ ７ ０ １资
轻型直流输电在海上风力发电并网中的应用
Ｖ ＣＨＶ Ｃ ｔ ｈ ｏ ｇ ｒ ｉｄｆ ｍ ｈｄａｕｉｕ ｄａｔｇ．Ｂ ｓｄｏ ｅ由 ｄｃｕ ｌ ｇ ｏｔ ｌｎｔｅｃｎ Ｓ — Ｄ ｃｎｌ ｙｉ ｇ ｄｔ ｗｎ ｒ ａ ｎｑｅａｖｎａｅ ａｅ ｎｔ ｅ ｏ ｎ ｉ ｏ ａ ｈ ｅｏｐｉ ｎｒ ｏ — ｎ ｃ ｏｉ ｈ
摘
２２０ ； ３ ０ １
２０４ ） ０ ０ ２
杏 木 ｒ ０ ７ Ｒ １
一
要 ：ｔ较 海上 风 电场 的并 网 方 法 ， 明 ＿轻 型 直 流 输 电 技 术 在 连 接 风 电 场 与 ； Ｌ 说 ｒ
、
电网方 面具有 的独特优势 。住换流站 的 ｄｑ解耦 控制 基础上 ， － 研究设计 了轻 型直流输
电控 制 器 ， 利 用 Ｐ Ｃ Ｄ Ｅ Ｔ Ｃ仿 真 软 件 ， 海 上 风 电场 的 轻 直 流 输 电模 型 进 行 并 ｓＡ ／ Ｍ Ｄ 对 仿 真 。仿 真 结 果表 明 ， 型直 流输 电能 很 好 地 承 担 海 上 风 电场 的并 网工 作 ， 且 具 有 快 轻 并 速 的 电 流 响应 特 性 和 鲁 棒 性 。 关键 词 ： 压 直 流 输 电 ； 网技 术 ；风 力 发 电 ；电 压 源 换 流 器 高 并
低 压 电 器 （ ０ １ ｏ ４ ２１Ｎ ． ）
・ 布式电源 ・ 分
轻 型 直 流 输 电在 海 上 风 力 发 电 并 网 中的应 用 木
李 杰 ， 郭 家虎 ， 张焕伟 吴宏伟 ，
（． １ 安徽 理工 大 学 电气与信 息 学院 ， 安徽 淮南 ２ 上 海 交通 大学 风 力发 电研 究 中心 ， ． 上海
ｓ ｕ ｃ ｏ ｖ ｒｅ （ Ｃ ） ｏ ｒ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒ ＶＳ
０ 引 言
轻型高压直流输电技术应用于水电送出初探
２０ ０ ８年 ｌ Ｏ月
山 西 电 力
ＳＨ Ａ ＮＸ１ ＥＬＥＣＴＲ１ Ｃ ＰＯＷ ＥＲ
ＮＯ． （ ｒ １４ ５ Ｓｅ ． ９）
Ｏ ｃ ． ２０ ｔ ０８
轻 型高 压 直 流 输 电技 术 应 用 于水 电送 出初 探
王 伟 李运 智 ， ，赵 莉 华
以双极 型 系统 为例 对 传统 高压 直 流输 电系统 的
结 构做 简单 介 绍 ，图 １ 双极 型 直 流输 电系 统 的结 是
构图。
ｒｃ Ｃｕｒｎ ）输 电技 术 在 电力 传 输 中 的应 用 越 来 ｅｔ ｒｅ ｔ
越 普 遍 ，我 国 已 建 成 多 条 ± ５ ０ ｋ 的 高 压 直 流 输 ０ Ｖ
的交流线 路 能传 送 的功率 几 乎相 等 。所 以 ，直流 输
电 比交 流 输 电 省 材 （ 用 线 材 仅 为 交 流 输 电 的 所
１ ２ ２ ３ 、 力 ，线 路 走 廊 占 地 面 积 也 减 少 。 ／ ～ ／ ）省
收稿 日期 ：２ ０ ８ １ ，修 回 日期 ：２ ０ ８２ ０ ８０ —５ ０ ８０—８ 作者 简 介 ：王 伟 ｒ ９ ３） １ ８ ，男 ，云 南 昆 明 人 ，四 川 大 学 电 气 信 息
电线路 ，到 ２ １ 年 还将 建成 第 １ ±８ ０ ｋ 的特 ０１ 个 ０ Ｖ 高 压输 电系 统 。高压 直 流输 电技 术较 传 统交 流输 电 技术 有很 多 优 势 ，但 由于 其 所 采 用 的 相 控 换 流 器 Ｐ Ｃ （ ｈ ｓ ｏ Ｃ Ｐ ａ ｅ Ｃ ｍｍｕａｅ ｏ ｖ ｒｅｓ 技 术 存 在 ｔｔｄ Ｃ ｎ ｅｔｒ） 不 足 ，致 使 应用 受到 一定 的限制 。
变电站设施的直流输电技术应用
变电站设施的直流输电技术应用直流输电技术是一种在能源传输和配电系统中广泛应用的技术，它通过将交流电转换为直流电，以提高能源传输和分配的效率。
在变电站设施中，引入直流输电技术可以带来一系列的优势和应用。
本文将探讨变电站设施的直流输电技术应用，介绍其原理、特点以及在不同场景下的具体应用。
首先，直流输电技术可以提高能源传输的效率。
相比交流输电，直流输电在长距离传输能源时损耗更小。
交流电在传输中会产生电流的损耗以及电压降低，而直流电的传输损耗相对较小。
这意味着在变电站设施中采用直流输电技术可以降低电能损耗，提高能源利用率。
其次，直流输电技术在供电质量和稳定性方面具有优势。
交流输电系统中，由于电网的不平衡和电压波动等因素，可能会导致电能质量下降，影响供电稳定性。
而直流输电系统中，通过使用直流变流器来进行电流和电压的控制，可以减少电能质量问题，并提供更稳定的供电。
在变电站设施中，直流输电技术还可以提高可靠性和灵活性。
直流输电系统具有较低的故障率和更好的电气隔离能力，可以提高变电站的可靠性和安全性。
此外，直流输电系统还可以实现跳线使用和多级串联等灵活配置，以适应不同负载需求和系统运行模式。
针对变电站设施的直流输电技术应用，以下列举几个典型的场景：1. 远距离能源传输：在大规模的能源输送中，如海上风电场与陆地变电站之间的电能传输，直流输电技术可以降低输电损耗和提高能源传输效率，同时减少对环境的影响。
2. 电力交换和配电：采用直流输电技术可以实现不同电网之间的电力交换，提高电网之间的互连性。
在变电站设施中，通过直流输电技术可以实现对直流微网的供电，提高供电可靠性和灵活性。
3. 太阳能和风能的集中式输电：太阳能和风能等可再生能源分布范围广泛，但常常分布不均匀。
通过直流输电技术，可以将分散的可再生能源发电设施的电能集中传输到变电站，提高能源的利用效率。
4. 线路承载能力提升：在变电站设施中，通过直流输电技术的应用，可以提高输电线路的承载能力。
关于轻型高压直流输电及前景展望
关于轻型高压直流输电及前景展望摘要:本文主要以高压直流输电（HVDC）为基础,通过绝缘栅双极晶体管以及电压换流器为主要部件的轻型高压直电流技术展开了一系列分析。
分析的主要内容有,高压直流输电的技术特点以及基本原理,轻型高压直流输电与传统高压直流输电的差别。
并且还简要介绍了轻型高压直流输电在我国的研究现状以及国外的工程应用情况,其中侧重的分析了我国高压直流输电的主要领域及其发展前景。
关键词:高压直流输电轻型电压源换流器1954年,世界第一条高压直流输电联络线被运用到了商业之中,随着它日益成熟的技术p(1)电压源换流器的电流可以自动断开并工作在无源逆变方式,因此它无需另外的换相电压。
与传统高压直流输电的有源网络不同的是,轻型高压直流输电的受端系统是无源网络的,因此克服了受端系统必须是有源网络的根本缺陷,继而促进了高压直流输电对远距离孤立负荷进行送电的实施。
(2)同传统的高压直流输电正好相反,在潮流进行反转的时候,直流电流方向能在直流电压极性不变的情况下进行反转。
HVDC的这个特点能够促进不仅为潮流控制提供便利且提供较为可靠的并联多段直流系统的构成,继而使传统多端的高压直流输电系统在并联连接时不方便进行潮流控制以及串联连接时影响可靠性的问题得到有效解决。
(3)对轻型电压直流输电进行模块设计能够极大的缩短其设计、安装、生产以及调试周期。
与此同时,电压源换流器所采用的脉冲宽度调制（PWM）技术,其有着相对较高的开关频率,在高通的滤波后便能够产生所需的交流电压,省略了变压器不仅简化了换流站的结构,同时还大大减少了所需滤波装置的容量。
(4)传统的高压直流输电因为其控制量只有触发角,所以传统HVDC是无法对无功功率和有功功率进行单独控制的。
而轻型高压直流输电在正常运行的时候,其电压源换流器能够对有功功率以及无功功率同时进行独立控制,甚至可以使功率因数为1。
此种调节不仅能够提高完成效率,还能对之加以灵活的控制。
另外,电压源换流器不但无需交流侧提供无功功率并且还起着静止同步补偿器的作用,使无功功率的交流母线得到动态补偿继而促进交流母线电压的稳定性。
轻型高压直流输电
轻型高压直流输电——一项为了更好环境的新技术Lars Weimers ，ABB Power Systems Ludvika, Sweden1.绪论一种新型的输配电技术——轻型高压直流输电，它使得将小规模、可再生能源发电设备连接到主交流电网变的在经济上可行。
反之亦然，运用相同的技术，像岛屿、采矿区和钻井平台这些偏远地区也能得到主电网的供电。
从而消除他们对效率底下且污染环境的、诸如柴油发电机的需求。
这电压、频率、有功和无功都能够合适地、单独地控制。
轻型高压直流输电技术还依赖于新型的能代替架空线的地下电缆。
同样重要的是，轻型高压直流输电技术具有甚至最复杂的交流系统都不具有也不可能具有的控制能力。
●连接小规模的可再生能源发电到主交流电网●提供偏远地区电网负荷隔离●灵活的传输系统一百年前，变压器和三相系统让交流电高效、经济地通过远距离传送并配发给大量用户成为了可能。
从此以后，输电配电各方面都通过技术手段的改进和演变得到了发展。
这种交流输配电技术使得将发电厂建在最佳位臵上并有效利用成为可能。
这也可以得到巨大的环境收益。
火电厂被建设在可以通过高效率运输系统提供燃料的地方，因此能减少浪费和污染。
水电站被建设在水力资源能得到最大利用的地方，大型发电厂相比许多小型发电厂来说意味着需要更少的架空线路。
然而，如今的交流输配电系统至少原则上是基于一个几百年不变的原理：要发电，用变压器提高电压、输电、降电压和配电。
但除了被公认的优点以外，交流输配电系统适应无数小规模的在建发电厂，或者日益复杂而多变的生产负载需求是很复杂和昂贵的。
环境问题和有关法规也限制了制定新的通行权方式和小规模的化石燃料发电厂，例如柴油发电厂。
这些新的趋势都需要复杂的网络，这网络必须能够配合生产中大负荷的频繁变化和严格的环保法规。
同时，在这样复杂的网络里，电压电流需要精确的控制以便电网稳定和经济。
2.技术如它的名称描述的，轻型高压直流输电技术就是利用直流去输电的技术。
轻型高压直流输电系统的研究
偿器 的作用 ： 动态 补偿 交流母 线 的无功功 率 ， 定交 稳
收 稿 日期 ：０ ０ ０ — ２ ２ １—８２ 作 者 简 介 ： 家 晶 （ ９ ２ ） 女 ， 士 研 究 生 ， 究领 域 为 电力 电子 与 电 力传 动 。 万 １８ 一 ， 硕 研
・２６ ・
２１ ０ ０年 １ ０月 第 ３ ８卷 第 ５ （ 第 ２ ０期 ） 期 总 １
２１ ０ ０年 １ ０月
吉 林 电 力
Ｊｌ ｅ ｔ ｉ Ｐ ｗｅ ｉ ｎ Ｅｌ ｃ ｒｃ ｏ ｒ ｉ
ｏｃ ． ０ ０ ｔ ２ １
第 ３ ８卷 第 ５期 （ 第 ２ ０期） 总 １
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ １３ ．５ （ ｒ Ｎｏ． ０） Ｓｅ ． ２１
轻 型高压 直 流 输 电系统 的研 究
ｔ ｒ ａ ａ ｅ ｎｂ ｉ ｙｕ ｉｇｔ ｅＰ ＣＡＤ／ ｗｏａ ｅ ｓｈ ｓｂ ｅ ｕｌ ｂ ｓｎ ｈ Ｓ ｔ ＥＭ ＴＤＣ．Ｓｍｕａｉｎｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｙ ｔｍ ｏｔｇ ｎ ｎ ｌ ｉ ｌｔｏ ｅ ｕｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔｅｓ ｓｅ ｖ ｌ ｅａ ｄａ ｇｅ ａ
将 （ ） （ ） 代入 （ ） Ｐ ３ 、４式 ２ 式 中 ， ： 有
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控 制 ， 制量 只有 １个 是交 流母 线 电压 。ＨＶＤＣ稳 控 态模 型见 图 １ 仅 给 出系统 送端 稳态 物 理模 型 ， 受 ， 其
Ｑ 一 Ｕ ２ Ｃ Ｓ 十 口 ） ２ ２ Ｙ２Ｏ （ ２ ２ 一 ｙ２Ｏ ２ Ｕ ＣＳ
（） ５
Ｐ 一Ｕｄ， Ｕ 一 （ ／ ２） ２ ｄ， ｎ ｄ
VSC-HVDC输电系统特点与应用
一
三角波载波信号 Ｕ ｒ比较产生触发信号 ｕ， 图３ ｉ ｔ ｉ 见 。 当 ２ 被 触 发 导 通 后 ， 出 电 压 ｕ＝ ｄ ； ２ 被 触 发 导 通 后 ， ＋ 输 ｏＵ ／ 当 一 ２ Ｕ— Ｕ ／ ， Ｏ ｄ ２ 由于 ２ 和 ２ 不 同时触发导通 ， 以ｎ 只有 ±Ｕ ／ 两种 数 ＋ 一 所 ｏ ｄ２
科技信息
高校理科研 究
ＶＳ — ＶＤ Ｃ Ｈ Ｃ输电系统特点与应用
孟 垂懿 蔡 志远 马少华 王文贵 （ ． 阳工业 大学 ２沈 阳工程 学 院） １沈 ．
［ 摘 要］ 随着半导体技术和新 能源发 电的发展 ， 出现 了基 Ｖ Ｃ（ ｏ ａｅ ｏ ｒ ｄｃ ｎ ｅ ｅ ） 术的新型 直流输 电 系统——轻 型直 Ｓ Ｖ ｌｇ ｕｃ ｏ ｖｒ ｒ 技 ｔ Ｓ ｅ ｔｓ
输 电。这种新型输 电系统设 计容量从几个 ＭＷ到几百个 ＭＷ， 可以向无
变 Ｕ 与 Ｕ 的数值 关系 ， Ｏ Ｓ 可改 变无功功率 的大小 和极性 （ 感性 或容性 ） 。 因此 ，Ｓ Ｖ Ｃ换流器可单独调节有功功率和无功功率 。
源 网络供 电， 整个 电站按照模块化设计 ， 占地面积仅约为同等容量下传 统 直流输 电电站 的 ２％。 目前国外 已经 把轻型直流输 电用于实 际 ， ０ 例
２轻型直流输 电简介 ．
低压直流输电线路的研究与应用
低压直流输电线路的研究与应用在电力工业发展的过程中，电力输送一直是一个十分重要的问题。
随着科技的不断发展，人们对电力输送的要求也变得越来越高，传统的输电方式已经无法满足当前的需求了。
近年来，低压直流输电线路作为一种新型的输电方式，得到了广泛的关注和研究，成为了电力工业的一个发展趋势。
1. 低压直流输电线路的特点低压直流输电线路是一种通过直接调节电压和电流来控制输电品质的新型输电方式。
它与传统的交流输电方式相比，具有如下特点：1.1 传输距离长由于输电过程中，低压直流输电线路的电压和电流变化非常小，能比较好地克服线路因电流而导致的损耗，并且直流输电线路的电能损失比传统交流输电方式少，所以在适度的电压、电流下，低压直流输电线路可以传送较远的距离，使得电力能够顺畅地运输。
1.2 传输损失小传统使用的交流电缆线和铁塔所产生的电磁辐射以及变电站的环境污染等问题让交流输电方式的物质成本高昂，而监听低压直流输电线路的损失很小。
1.3 生产成本低低压直流输电线路生产成本相对较低，线路建设费用也低，所以其在投资成本上具有明显的优势。
1.4 高效稳定另外，低压直流输电线路的效率更高，电能的传输效率高达98%—99%。
这也能够保证稳定的输电品质，尤其在庞大的电子设备制造业中，每次电能波动都将会导致行业的雪崩。
2. 应用特点与前景随着科技进步的不断演进以及由于现代城市人口逐年增加的状况，低压直流输电线路已被广泛地应用于电子信息、通讯设备、发电厂及大型工业企业等领域中。
2.1 通讯设备低压直流输电线路在通讯设备中的应用发挥了重要作用：其稳定的电力传输品质，使得通讯设备能够持续高质量的稳定工作，并且在电信和其他信息技术领域中有着十分广泛的应用。
2.2 风电场走向新能源以后，风电场的建设成了热门话题，这时候低压直流输电线路体现出它的另一个优势：系统稳定性较好，瞬态响应能力很强，通过直流接入可有效减少变电站损耗，提升风机功率，提高风电场的累计发电量。
世界柔性直流输电工程建设与应用案例
世界柔性直流输电工程建设与应用案例柔性直流输电技术是一种新型的电力传输方式，采用直流电输送电能，具有输电损耗小、效率高、稳定性好等优点，在世界范围内得到了广泛应用。
下面是世界柔性直流输电工程建设与应用的一些案例。
1.德国柏林-德累斯顿柔性直流输电工程德国柏林-德累斯顿柔性直流输电工程是世界首个采用柔性直流输电技术的输电工程。
该工程由德国ABB公司承建，输电距离约为354公里。
该工程的建成使得德国能够从北部风电丰富的地区将电能输送到南部需求量大的地区，有效解决了德国能源供需不平衡的问题。
2.中国青海-河南柔性直流输电工程中国青海-河南柔性直流输电工程是世界上最长的柔性直流输电工程之一，由中国国家电力公司承建。
该工程全长约2700公里，输电容量达到12GW。
该工程通过柔性直流输电技术，将青海丰富的风电和太阳能资源输送到中原地区，解决了中原地区电力供应不足的问题，同时实现了可再生能源的高效利用。
3.挪威-英国柔性直流输电工程挪威-英国柔性直流输电工程是一项具有国际意义的跨国合作项目，由挪威Statnett公司和英国National Grid公司合作建设。
该工程将挪威丰富的水电资源输送到英国，满足英国的电力需求。
该工程输电距离约730公里，输电能力达到1.4GW。
该工程的建成不仅实现了两国电力之间的互补，还推动了北海风电资源的开发利用。
4.日本北海道柔性直流输电工程日本北海道柔性直流输电工程是日本首个采用柔性直流输电技术的输电工程。
该工程由日本电力公司承建，用于将北海道的风能资源输送到本州地区。
该工程全长约530公里，输电能力达到1GW。
该工程的建成在日本推动了可再生能源的开发和利用，同时优化了全国的电力供应结构。
5.澳大利亚海底-内陆柔性直流输电工程澳大利亚海底-内陆柔性直流输电工程是世界上第一条长距离海底输电线路，由澳大利亚传统能源公司和国家电网公司合作建设。
该工程全长约1800公里，将澳大利亚南部的风能资源输送到北部地区。
轻型直流输电( HVDC Light)
轻型直流输电（ HVDC Light）直流特高压输电网QINGXING ZHILIU SHUDIAN 条题编号：706005轻型直流输电（ HVDC Light）基于电压源换流器的直流输电技术称为轻型直流输电技术。
目前高压直流输电采用的换相换流器（Phase Commutated Converter），在工业驱动领域中，几乎已被“电压源换流器”（Voltage Source Converter）所代替。
这两种技术的主要差别是“电压源换流器”中所需要的换流开关元件不仅具备被控导通电流的能力，还具有不依赖换相电压而被控关断电流的能力。
因此，在“电压源换流器”中，不需要依靠电网电压来支持换相。
“电压源换流器”的应用，将使得在受端交流系统无发电机或者在系统短路功率极低的情况下，仍能实现直流输电。
直流输电中通常使用的换流元件为晶闸管，其开关切换频率较低，称为“基频换向”（FFC），为了降低谐波，通常可采用12脉动换流器。
如果换流器的开关元件具有更高的通断频率特性，就可采用“脉宽调制技术”（PWM），即通过在两个固定的电压之间快速地切换而建立一个高频交流电压，然后通过低通滤波器，则可建立基频的交流电压。
随着电子技术的发展，目前出现了一种新型的半导体器件，称为绝缘栅双极晶体管（IGBT）。
它属于MOS系列的器件，特点是其所需的控制功率很小，可高频率进行开通/关断的切换，并且切换时间短、切换损耗低。
当它们串接时，即使开断频度达数千赫兹时，也能保证其元件间的电压分布均匀。
在此元件的基础上，使用电压源换流器的技术，可使换流器换相不依赖于所联交流网络的强弱、使电流的关断不取决于换相电压，同时配以脉宽调制技术，建立具有所需要的相角及幅值的电压。
这种元件首先使用于轻型直流输电技术。
图1所示为使用“脉宽调制技术”的“电压源换流器”的原理电路图。
换流器通常由换流桥、换流器电抗器、直流电容器，以及一个交流滤波器组成。
换流桥含有串联的开关元件（如IGBT），每个开关元件配有一个反并联的二极管。
轻型直流输电简介
轻型直流输电（HVDC Light）简介编者按：轻型直流输电技术是一项成功技术，在世界上已得到应用。
但我国尚未应用。
鉴于我国轻型直流输电市场已经成熟，XX公司轻型直流输电技术也有基础，领先开辟我国轻型直流输电市场是可行的。
预计会取得可观的效益。
为此，特选编此材料。
1、什么是HVDC Light如果简单的慨括，HVDC Light便是高可控性的直流输电，之所以称其为轻型，是因为其功率上限般一般为200MW，相对于普通HVDC来说，要Light（轻）得多，故称其为HVDC Light-轻型直流输电。
HVDC Light技术是由ABB公司在上个世纪八、九十年代研制开发的—种新型输电技术。
HVDC Light轻型直流输技术，以电压源型换流器（VSC)为核心，硬件上采用IGBT等可关断器件，控制上采用脉宽调制技术(PWM)以达到具有高可控性直流输电的目的。
轻型直流输电系统原理图见图12、两大关键技术1）、关键技术之一：VSC（电压源型换流器）VSC一般由IGBT阀桥、控制系统、换流电抗器以及直流电容与交流滤波器组成。
2）关键技术之二：PWMHVDC Light采用了PWM或SVPWM(空间电压矢量脉宽调制)。
3、HVDC Light的特性与优势应用VSC与PWM是HVDC Light区别传统HVDC的关键，由此而带来的重大改变使得HVDC Light的变流器较易控制。
其优良的稳态特性和暂态操作使得它对系统规划人员和工程投资者均有较大的的吸引力，技术上、经济上、环保及运行操作上均有利可图。
最有利的地方是以下几点：1）、可独立控制有功和无功潮流；HVDC Light可以实现对相角和振幅的几乎实时的独立控制，这就使得对有功和无功的独立控制成为可能。
2）、电能质量控制；HVDC Light变流器可以将对尖峰、电压跌落及和声等由电力系统中的扰动造成的电能质量问题的控制提高到一个新的水平。
一旦发生通常会导致交流电压下降的故障，变流器能迅速关断并辅助交流电压补偿器工作，以避免对那些对电压较为敏感的工厂产生严重冲击。
直流输电技术的研究与应用发展
直流输电技术的研究与应用发展随着全球化进程的加速和城市化程度的提高，电力需求快速增长。
传统的交流输电方式已经不能满足不断扩大的电力负荷，直流输电技术应运而生。
直流输电技术具有可靠性高、能耗低、输电距离远等优点，被广泛应用于国际能源互联网建设、大型跨海跨山输电工程以及绿色能源开发利用等领域。
本文从技术原理、应用领域、发展趋势等方面，对直流输电技术进行探讨。
一、技术原理直流输电技术是指将交流电转换为直流电，利用半导体功率器件将直流电输送到远距离的负荷端，再将其转换为交流电供电设备使用。
与传统的交流输电方式不同，直流输电技术可以通过高功率半导体器件将电能从源端以高电压、低电流的方式输送到终端，降低了输电线路的电阻、电感损耗，提高了输电效率。
二、应用领域1. 国际能源互联网建设随着全球化的加速，国际能源互联网建设已成为国际能源合作的重要方向。
而直流输电技术则是实现国际能源互联网的重要技术支撑。
利用直流输电技术，可以实现不同国家之间的能源共享，促进全球能源可持续发展。
2. 大型跨海跨山输电工程直流输电技术在大型跨海跨山输电工程中应用广泛。
由于交流输电线路在远距离传输电能时会受到电阻和电感损耗的限制，输电线路的开销会很大。
而直流输电技术可以通过高电压、低电流的方式降低输电线路电阻、电感的影响，实现长距离电能传输。
例如中国南方的西部电网与东部电网、世界各地的海底电缆输电工程等。
3. 绿色能源开发利用随着全球对绿色能源的需求不断增长，直流输电技术也成为开发和利用绿色能源的有效手段。
例如，风能、太阳能等可再生能源与直流输电技术相结合，可以实现小型独立电力系统的建设和运营。
同时，直流输电技术还可以降低输电损耗，提高电力系统的能源利用率，从而实现经济和环保的双重效益。
三、发展趋势1. 高温超导材料的应用将进一步推动直流输电技术的发展。
高温超导材料具有极低的电阻和磁阻，可以实现长距离、大容量电能输送，减少输电线路的电阻和电感损耗，提高输电效率。
直流输电技术在电网中的应用
直流输电技术在电网中的应用随着工业化和城市化进程的加速，对电力的需求也越来越大。
为了满足远距离电力传输的需求，直流输电技术被广泛应用于电网系统中。
本文将介绍直流输电技术在电网中的应用，包括其优势、实施方法和未来发展方向。
一、直流输电技术的优势1. 高效传输：相比交流输电，直流输电具有更高的传输效率。
由于直流输电不会受到交流输电的电阻、电感和电容损耗，能够减少能量的损失，提高传输效率。
2. 远距离传输：直流输电技术适用于远距离的电力传输，能够有效地减少传输线路的电阻和电容对电力传输的影响，达到长距离输电的要求。
3. 节约资源：直流输电系统在长距离输电中需要的输电线路较少，相比交流输电系统能够节省用于输电线路建设的土地面积和材料资源。
4. 稳定性高：直流输电系统具有较高的稳定性和可靠性。
在电网中引入HVDC（高压直流输电）技术能够有效地降低电力系统的短路故障率和电网频繁发生的故障。
二、直流输电技术的实施方法1. HVDC线路：HVDC线路是实现直流输电的基础。
它由直流电源、换流器和传输线路组成。
直流电源将交流电转换为直流电，换流器则将直流电转换为交流电，实现电力的传输。
2. 换流站：换流站是直流输电系统中的重要组成部分。
它用于将交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电。
换流站还能够调节输电线路上的电压、频率和功率，并对电力进行可靠地分配和控制。
3. 并网技术：并网技术是将直流输电系统与交流输电系统灵活地连接起来，使得直流输电系统能够与现有的交流电网兼容。
这种技术实现了直流输电系统与交流输电系统之间的相互衔接，确保电力的平稳传输。
三、直流输电技术的未来发展方向1. 降低成本：随着技术的进步和应用的推广，直流输电技术的成本将逐渐降低。
特别是在换流器的制造和线路建设方面，通过改进工艺和降低材料成本，能够进一步降低直流输电系统的造价。
2. 提高传输容量：随着能源需求的不断增长，直流输电技术需要进一步提高其传输容量。
低压直流输电技术的发展与应用
低压直流输电技术的发展与应用随着电力需求的不断增长，能源资源的缺乏和环境污染等问题成为现今世界普遍关注的议题。
在这种情况下，低压直流输电技术因其高效、节能和环保等优点而逐渐成为一种备受关注的电力输送方式。
一、低压直流输电技术的概念和特点低压直流输电技术（Low Voltage Direct Current，简称LVDC）是指在输电过程中采用直流电流进行能量传输的技术。
其输电电压通常在110V以下，具有以下特点：1.高效节能：相比交流输电，LVDC输电过程中没有电压和频率的转换，因此能够减少电力损耗，提高输电效率，实现能源节约；2.安全可靠：LVDC输电中不存在电磁干扰和谐波污染等问题，因此具有更高的安全性和可靠性；3.适应性强：LVDC技术可应用于不同场合，如住宅、商业和工业等领域，并可与太阳能、风能等新能源进行互补结合，实现能量综合利用。
二、低压直流输电技术的发展过程低压直流输电技术的发展历程可以分为三个阶段：1.实验研究阶段：20世纪初，人们开始尝试用直流输电进行远距离电力传输。
1910年，瑞典将直流电输送至斯德哥尔摩的中央车站，标志着LVDC技术的诞生；2.发展壮大阶段：20世纪50年代至70年代，国际能源需求的增长促进了LVDC技术的发展。
1954年，丹麦首次推出LVDC供电系统，其后，美国、日本等国也开始探索LVDC技术的应用，并取得了一定的成果；3.全面推广阶段：21世纪以来，由于各种因素的推动，LVDC 技术发展迅速，多国开始推广LVDC输电技术。
例如，2015年，印度计划在全国范围内安装2亿个LVDC供电系统，以解决印度农村地区的电力问题。
三、低压直流输电技术的应用现状目前，LVDC技术的应用已经广泛展开。
以下是LVDC技术在各个方面的应用现状：1.电力输送领域：LVDC技术能够解决城市分布式供电网络和农村地区供电困难等问题。
例如，印度和非洲的农村地区推广LVDC技术后，供电问题得到了很大的改善；2.建筑领域：LVDC技术可用于家庭建筑的供电和照明。
轻型直流输电及其应用前景
2012年第36期人们对电的认识和应用都是从直流电开始的，当然第一条输电网络也是以直流为基础建设的。
高压直流输电技术（HVDC）从20世纪20年代被人们研究和发展，近些年来我国大力发展的高压直流输电工程，主要有三个特点：电压等级高（400kV及其以上），线路长（大于600km）且输送功率大（大于1000MW）。
[1]并且高压直流输电在我国的远距离送电、非同步电网联网、大功率输电等方面已经获得了广泛的应用。
[2]近几十年，以全控型电力电子器件为基础的电压源换流器（VSC）开始更多的应用于高压直流输电。
1990年，用脉宽调制技术（PWM）控制的电压源换流器进行直流输电的概念的提出，即所谓的轻型直流输电（HVDC Light），加快了轻型直流输电的发展。
一、轻型直流输电（HVDC Light）轻型直流输电是基于可关断的电压源换流器（VSC）和脉宽调制技术（PWM）的输电技术。
随着大功率可关断晶闸管开关（GTO）和绝缘栅双极型晶体管开关（IGBT）在电网中的应用，轻型直流输电这几年才逐渐发展起来。
1.HVDC Light基本构成及原理轻型直流输电，即HVDC Light，就是基于电压源换流器、全控型电力电子器件和脉宽调制技术的高压直流输电。
（1）电压源换流器。
轻型直流输电系统中的核心设备与应用是电压源换流器。
电压源换流器的换流桥由多个桥臂构成，桥臂由多个全控型电力电子器件串联而成，并采用两电平六脉波型。
直流电容器存在于直流侧，起到缓冲关断时的冲击电流的作用。
电容器和换流电压器同时为逆变器提供电压支持。
同时电容器具有减少谐波的作用。
而另一侧的交流滤波器的作用则是滤除交流侧谐波。
[3]由IGBT构成的电压源换流器的电路图如图1所示。
（2）正弦脉宽调制技术。
经过近几年的研究，如今的电压源换流器较多的采用正弦脉宽调制技术，即SPWM。
简单说来，正弦脉宽调制技术就是通过把三角载波和期望的输出电压正弦波进行对比，控制桥臂的开通或者关断的时刻。
轻型直流输电系统在海上油气田的应用
投运 ，并 于 ４月通过 中海油 专家鉴 定会 ，至今 运行
１ 轻 型直 流输 电在海 上油气 田的运用 实例
轻 型直 流输 电技 术是 随着 电力 电子 技术 和半 导 体 器件 的发 展而 产生 的 ，采用 可控 关 断型 电力 电子
器件 （Ｇ Ｔ Ｇ Ｔ等 ）和脉 宽调 制 （ ＷＭ）技 术 Ｉ Ｂ 、Ｉ Ｃ Ｐ
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正常 ，实现 为海 上石 油平 台所有 生产 、生活用 电负 荷供 电。
近 日因不 确定 原因 ，１ 一Ａ 至 １．Ａ 平 台的交 ９ｌ ４３ 流 海 缆有 一相Байду номын сангаас发生绝 缘损坏 ， 导致 １ —Ａ及 ８３ ４３ ．Ａ平
达 到高 可控 直流输 电的 目的 ，可 向无源 网络 供 电 ，
是解 决大 面积 区域 停 电 ，实现远 距 离孤 立负 荷送 电 的有 效途径 ［６ １］ －。
台供 电中断 ，基 于直流 输 电技术 及成 本优 势 ，决定 利用 原有 ２ ． ｍ 交 流海 缆 ， ９２ ｋ 仍采 用 荣信 电力 电子股
份 有 限公 司的轻 型直流 输 电装 置进行 供 电修复 。
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轻型直流输电的应用
【摘要】本文主要阐述的是轻型直流输电的应用。
先概述了轻型直流输电的特点及优势，然后介绍了其对应的各种应用场合。
选取了其中一种应用，vsc-hvdc应用于清洁能源（以海上风电为例），进行了详细的阐述。
最后介绍了轻型直流输电在我国的应用前景。
【关键词】轻型直流输电；应用；海上风电；应用前景
1 轻型直流输电应用概述
1.1轻型直流输电特点
轻型直流输电技术是一种基于可关断电力电子器件电压源换流器（vsc）和脉宽调制技术的直流输电技术。
轻型直流输电的特点和优势主要有:①控制灵活，可以独立的控制有功功率和无功功率；
②可以工作在无源逆变方式，受端可以使无源网络；可以灵活控制潮流方向；不增加系统短路功率；通过模块化设计使hvdc light
的设计、生产、安装和调试周期的缩短，换流站占地面积更小；⑥每个站可以独立控制，易于实现无人值守。
1.2轻型直流输电的应用场合
基于以上提到的hvdc light的特点和优势，轻型直流输电的主要应用场合有：
（1）清洁能源发电。
受环境条件限制，清洁能源发电一般装机容量小、供电质量不高并且远离主网，如中小型水电厂、风力发电站（含海上风力发电站）、潮汐电站、太阳能电站等，由于其运营
成本很高以及交流线路输送能力偏低等原因使采用交流互联方案在经济和技术上均难以满足要求，利用轻型直流输电与主网实现互联是充分利用可再生能源的最佳方式，有利于保护环境。
（2）提高配电网电能质量。
非线性负荷和冲击性负荷使配电网产生电能质量问题，如谐波污染、电压间断、电压凹陷、突起以及波形闪变等问题，使一些敏感设备如工业过程控制装置、现代化办公设备、电子安全系统等失灵，造成很大的经济损失，轻型直流输电可分别快速控制有功、无功的能力并能够保持电压基本不变，使电压、电流满足电能质量标准要求，将是未来改善配网电能质量的有效措施。
（3）异步连接。
比邻两交流系统异步运行时不能交换功率，无法相互提供多余的发电容量，须各有独立的调峰电厂。
国外一些调峰电厂为老式、低效的火电厂，污染严重，经济效益差。
国内电厂调峰多用水电厂，但为保证枯水期的电力供应，一般也配备相应的火电厂。
直流互联可以解决上述问题，任一电网低廉的剩余容量可以取代另一电网的调峰电厂，降低污染水平，提高电网运行的经济性。
（4）连接远方电网。
新型可再生能源，如风力和太阳能，发电厂建设一般都从小型化开始逐步扩展，且一般都远离交流主电网。
当风力电厂的输出随着越来越多的发电单元的投入而增加，多余能源可分配给由hvdc light组成的分散电源群体的其它电源，当输出超过了整个群体的需要时，hvdc light上的潮流反向，多余的功
率被传输到主交流系统中。
（5）取代就地电厂。
偏远地区与主交流系统连接在技术、经济上都难以实施，对岛屿、矿区、天然气井或原油井以及钻井平台等负荷供电常需就地电厂（火电厂），更多的则采用柴油发电机。
hvdc light技术不但可由直流电缆将交流主电网中高效电厂（如坑口电厂或水电厂）的能源传输到这些“孤岛”负荷，而且彻底消除就地电厂的污染和噪声，环保效益巨大。
新建hvdc light的投资几乎与传输距离成线性关系，传输距离较短时（一般<60km），其经济效益更为明显。
2 轻型直流输电具体应用分析
轻型直流输电可以用于接入清洁能源，这里以海上风电为例，较详细的叙述vsc-hvdc怎样应用于清洁能源的接入。
先阐述了
vsc-hvdc应用于风力发电的优势，然后介绍了vsc-hvdc与海上风力发电常用的dfig协调控制，通过合适的算法，提高风能利用效率。
2.1轻型直流输电应用于海上风电的优势
由于海上风能资源丰富，发电量比陆地上更大，同时受到环境的影响也很小，在当今技术的可行性条件下，海上风力发电必将成为一个迅速发展的领域。
但是，随着海上风电场容量在电网中所占比例的不断增加，海上风电场对电网的稳定性、安全性，以及电能质量的影响也越来越显著。
传统的无功补偿装置，如静止无功补偿( static compensator，statcom)，电压源换流器( voltage source
converter，vsc)等，虽然能在部分范围内改善风电场并网性能，但是对电网的影响并没有从实质上得到改善。
因此，对海上风电场并网方法的研究就非常必要。
2.2 vsc-hvdc连接和风力发电的dfig（双馈感应式异步电机）的协调控制
现在的vsc-hvdc技术基于igbt等全控开关，可以对有功功率和无功功率进行解耦控制。
对于海上风电，常用的风力发电机就是双馈感应式发电机，需要vsc-hvdc连接和dfig的协调控制。
可以为通过vsc-hvdc接入电网的，配有dfig的风力发电场找到最优的算法。
这样，在不同的风力条件下：弱风、不同风速和突然的强风，要得到最大功率，就需要海上电网频率在固定的范围内变化，而且dfig的跟踪特性也要根据电网附加频率而扩展。
3 轻型直流输电在我国的应用前景
我国电网正处于高速发展时期，目前已进入从大区性电网向全国性互联电网过渡的阶段。
跨区输电联网工程对于保证电网安全稳定运行，调剂电网电力电量的余缺，实现全国电力资源的优化配置有着重要作用。
hvdc的技术优势己经在异步联网工程中充分得到体现，而hvdc light作为一种新型的直流输电技术，凭借其自身的诸多优点，也必将在未来的电网互联工程中拥有广泛的应用前景。
我国的海洋石油资源量约240亿吨，天然气资源量14万亿立方米，滨海砂矿资源储量31亿吨，海洋可再生能源理论蕴藏量达6.3亿千瓦。
我国有充足沿海资源，但开采仍然不充分，随着人们对海
洋资源认识的不断加深，沿海钻井平台的不断建立，轻型直流输电又将拥有一片良好的发展空间。
轻型直流输电技术作为一种新型的直流输电技术，凭借其自身的技术特点已经被应用于很多领域中，并逐步显示出其优越性和经济价值。
随着高新技术产业快速发展、可再生能源全面开发以及电力市场日益发展和完善，对高品质电能质量和电网运行的灵活性和可靠性要求进一步提高，开展对轻型直流输电技术的深入研究有着积极作用和深远的意义。
随着国家新能源政策的贯彻和执行，地区电网互联的稳步实施与不断完善，轻型直流输电技术必将在我国拥有更广阔的发展空间和应用前景。
参考文献：
[1]李庚银、吕鹏飞、李广凯等.轻型高压直流输电技术的发展与展望[j]. 电力系统自动化,2003,27(4):77-81
[2]李杰、郭家虎、张焕伟、吴宏伟. “轻型直流输电在海上风力发电并网中的应用”[j] 分布式能源2011, 4:低压电器。