柔性输配电技术
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柔性直流输电技术（Flexible DC Transmission, FDCT）是一种新型的输电技术，它采用直流电压进行能量传输，可以有效地解决传统交流输电技术的诸多问题，具有输电损耗小、占地面积小、环境污染小等优点。
随着科技的不断进步，柔性直流输电技术已经开始在实际工程中得到广泛应用。
本文将就柔性直流输电技术的应用进行探究，分析其在电力系统中的优势和发展前景。
一、柔性直流输电技术的原理与特点1. 原理柔性直流输电技术是一种通过控制直流电压和电流来实现能量输送和分配的技术。
其核心是采用高性能的功率电子设备对直流电压进行控制，以实现灵活的功率调节、电压调节和频率调节。
通过控制系统可以实现功率的快速响应和精确调节，使得柔性直流输电系统能够适应复杂多变的电网工况。
2. 特点（1）输电损耗小：相比于传统的交流输电技术，柔性直流输电技术在能量传输过程中损耗更小，能够有效节约能源。
（2）占地面积小：柔性直流输电技术所需的设备相对较小，可以在有限的空间内实现高效的能量传输。
（3）环境污染小：柔性直流输电技术的设备采用先进的电力电子元件，不会产生有害的电磁辐射和废气排放，对环境友好。
二、柔性直流输电技术在电力系统中的应用1. 长距离电力输送柔性直流输电技术在长距离的电力输送中具有明显的优势。
传统的交流输电技术在长距离输电过程中会出现较大的输电损耗，而柔性直流输电技术可以通过控制系统实现功率的精确调节，大大减小了输电损耗，提高了输电效率。
2. 大容量电力输送由于柔性直流输电技术具有较高的电压和电流调节能力，能够实现大容量的电力输送。
在大规模工业园区、城市用电中心等场景下，柔性直流输电技术可以有效地满足电力需求，支持电网的高容量输电。
3. 电力系统稳定性改善柔性直流输电技术在电力系统中的应用可以提高系统的稳定性。
通过柔性直流输电技术可以实现快速的电压调节和频率调节，对电网负载波动具有较强的适应能力，有助于降低电网的故障率和提高电网的可靠性。
柔性直流配电技术的优势及发展现状
柔性直流配电技术的优势及发展现状近年来随着国家建设的发展进步，持续大力推行节能环保政策，出现了大量以分布式电源和储能为代表的直流电源以及以电动汽车等并网负荷为代表的直流负载，使交流配电网的电源形式、负荷形式都发生了变化。
本文对柔性直流配电技术的优势进行了分析，梳理了柔性直流配电的关键技术，并对柔性直流配电的发展现状进行了粗浅总结。
标签：配电网;柔性直流配电;配电技术;发展现状1柔性直流配电技术优势分析直流配电技术相较于交流配电来说输电线占地面积小、耗材少，灵活性好，运行损耗也更小，其两侧交流系统无需同步运行，具有技术经济优势。
1.1柔性直流配电技术更加先进（1）分布式电源灵活接入直流配电系统，利用直流电不存在交流电的相位和频率跟踪优势，能有效的提高分布式电源接入的灵活性和可靠性。
（2）直流电不再存在交流电电能质量评价中的频率偏差和三相不平衡指标，谐波与间谐波变成文波与高频分量，电力高质量供应，电能质量问题更少。
（3）柔性直流配电技术能减少变流环节，降低供电输送时间，还具备潮流动态可控和限制短路电流的能力，使系统拥有高可控性。
（4）柔性直流网架结构对于交流配电系统有更加的多样性，区别交流配电的闭环设计、开环运行，有多端辐射以及环网等结构，为供电拓扑提供更多灵活设计方案。
1.2柔性直流配电技术更加经济在快速发展的社会中，不仅电动汽车和电子设备等直流负荷增多，还有变频空调等需要直流驱动的交流负载。
直流配电系统能直接向直流负荷和需要直流驱动的负荷供电，节省变流环节，降低成本和损耗。
交流电压峰值大于直流额定电压且有效峰值相同时，直流配电的绝缘强度要求更低。
2柔性直流配电的关键技术梳理在柔性直流配电技术规划中首先要严格按照国家颁布的相关标准制定电压等级，能为直流配电技术研究提供基础保障。
2.1拓扑结构的设计拓扑结构与系统运行管理方式和控制保护策略装置有直接关系，也会影响到系统运行的经济性和可靠性，在目前阶段直流配电技术拓扑结构设计主要3个方案。
柔性直流输电
柔性直流输电一、概述（一）柔性直流输电的定义高压直流（HVDC）输电技术始于1920年代，到目前为止，经历了3次技术上的革新，其主要推动力是组成换流器的基本元件发生了革命性的重大突破。
第一代直流输电技术采用的换流元件是汞弧阀，所用的换流器拓扑是6脉动Graetz桥，其主要应用年代是1970年代以前。
第二代直流输电技术采用的换流元件是晶闸管，所用的换流器拓扑仍然是6脉动Graetz桥，因而其换流理论与第一代直流输电技术相同，其应用年代是1970年代初直到今后一段时间。
通常我们将基于Graetz桥式换流器的第一代和第二代直流输电技术称为传统直流输电技术，其运行原理是电网换相换流理论。
因此我们也将传统直流输电所采用的Graetz桥式换流器称为“电网换相换流器”，英文是“Line Commutated Converter”，缩写是“LCC”。
这里必须明确一个概念，有人将电流源换流器（CSC）与电网换相换流器（LCC）混淆起来，这是不对的。
LCC属于CSC，但CSC的范围要比LCC宽广得多，基于IGBT构成的CSC目前也是业界研究的一个热点。
1990年，基于电压源换流器的直流输电概念首先由加拿大McGill大学的Boon-Teck Ooi等提出。
在此基础上，ABB公司于1997年3月在瑞典中部的Hellsjon和Grangesberg之间进行了首次工业性试验（3 MW，±10kV），标志着第三代直流输电技术的诞生。
这种以可关断器件和脉冲宽度调制（PWM）技术为基础的第三代直流输电技术，国际权威学术组织国际大电网会议（CIGRE）和美国电气和电子工程师协会（IEEE），将其正式命名为“VSC-HVDC”，即“电压源换流器型直流输电”。
2006年5月，由中国电力科学研究院组织国内权威专家在北京召开“轻型直流输电系统关键技术研究框架研讨会”，会上，与会专家一致建议国内将基于电压源换流器技术的直流输电（第三代直流输电技术）统一命名为“柔性直流输电”。
柔性交流输电系统的综述与研究进展
柔性交流输电系统的综述与研究进展柔性交流输电系统是一种基于先进电力电子技术的输电系统，可以大幅提高电力系统运行的灵活性和可靠性。
本文将对柔性交流输电系统的主要特点、应用领域以及研究进展进行综述。
柔性交流输电系统具有以下主要特点：首先，柔性交流输电系统采用了高压直流传输技术，可以有效地提高输电效率。
与传统的交流输电系统相比，柔性交流输电系统可以减少输电线路的损耗和电力系统的电压降低，降低电力系统的能耗，提高电力系统的经济性。
其次，柔性交流输电系统具有快速控制和稳定性。
传统的交流输电系统存在电压和频率波动的问题，而柔性交流输电系统可以通过电力电子装置实时调整电压和频率，使电力系统的运行更加稳定。
另外，柔性交流输电系统还具有良好的适应性和可靠性。
由于采用了先进的电力电子设备和控制技术，柔性交流输电系统可以应对各种复杂的电力系统条件，同时具有较高的可靠性和抗干扰能力。
柔性交流输电系统在以下几个领域具有广泛的应用：首先，柔性交流输电系统在远距离大容量输电方面具有显著优势。
传统的交流输电系统在远距离输电时会面临较大的电力损耗，而柔性交流输电系统可以通过高压直流传输技术，大大降低输电线路上的能量损失。
其次，柔性交流输电系统在电能互联网中的应用也越来越广泛。
电能互联网是一种基于信息技术的先进能源系统，柔性交流输电系统作为电力传输的核心技术之一，可以实现电力系统的智能化和集成化。
另外，柔性交流输电系统在可再生能源输电方面也具有重要意义。
随着可再生能源的快速发展，如风能和太阳能等，柔性交流输电系统可以将这些分散的电源源头与电网有效地连接起来，实现可再生能源的大规模利用。
柔性交流输电系统的研究也取得了一系列的进展：首先，柔性交流输电系统的电力电子设备不断提升。
随着功率半导体技术的不断进步，柔性交流输电系统所需的电力电子设备也得到了很大发展，如高压直流变流器、柔性直流输电线路等。
其次，柔性交流输电系统的控制策略逐渐完善。
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展
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。
柔性直流输电技术简述
柔性直流输电技术介绍摘要：柔性直流输电技术是一种以电压源变流器、可关断器件和脉宽调制技术为基础的新型直流输电技术。
与传统基于晶闸管的电流源型直流输电技术相比，柔性直流输电技术具有可控性高、设计施工方便环保、占地小及换流站间无需通信等优点，在可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、城市电网供电等方面具有明显的优势。
比较了几种新型的高压大容量电压源变流器的特点；分析了大规模多节点模块化多电平系统实时动态仿真技术的现状和难点；指出了柔性直流输电技术在多端直流输电领域应用的特点和难点。
介绍了欧洲、美国以及我国在柔性直流输电技术领域的应用规划。
分析表明发达国家对于柔性直流输电在可再生能源利用和智能电网发展中所起作用的极为重视，多条柔性直流输电线路在建或规划建设。
关键词：柔性直流，模块化多电平，变流器，风电场并网1 引言柔性直流输电技术（Voltage Sourced Converter, VSC）是一种以电压源变流器、可关断器件（如门极可关断晶闸管（GTO）、绝缘栅双极晶体管（IGBT））和脉宽调制（PWM）技术为基础的新型直流输电技术。
国外学术界将此项输电技术称为 VSC-HVDC，国内学术界将此项输电技术称为柔性直流输电，制造厂商 ABB 公司与西门子公司分别将该项输电技术命名为 HVDC Light 和 HVDC Plus。
与传统基于晶闸管的电流源型直流输电技术相比，柔性直流输电技术具有可控性高、设计施工方便环保、占地小及换流站间无需通信等优点，在可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、城市电网供电等方面具有明显的优势。
随着大功率全控型电力电子器件的迅速发展，柔性直流输电技术在高压直流输电领域受到越来越广泛的关注及应用。
传统的低电平 VSC 具有开关频率高、输出电压谐波大、电压等级低、需要无源滤波器等缺点，而且存在串联器件的动态均压问题；多电平变流器提供了一种新的 VSC 实现方案。
它通过电平叠加输出高电压，逼近理想正弦波，输出电压谐波含量少，无需滤波设备。
柔性交流输电技术
浅谈柔性交流输电（ＦＡＣＴＳ）技术衣斌黑龙江建三江农垦电业局极限是一项有价值而且紧迫的工作。
ＦＡＣＴＳ技术为增强输电系统提供了新的手段。
安装在长距离输电线中间或受端的静止无功补偿装置（ＳＴＡＴＣＯＭ）能够提供电压支撑从而能极大地提高长距离输电系统的稳定性。
三、ＦＡＣＴＳ技术的分类及其技术原器（ＳＴＡＴＣＯＮ），晶闸管投切串联电容器（ＴＣＳＣ），统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）就是基于ＦＡＣＴＳ技术的产品。
理ＦＡＣＴＳ技术按其接入系统方式可分为并联型，串联型和综合型。
并联型ＦＡＣＴＳ主要用于电压控制和无功潮流控制；串联型ＦＡＣＴＳ主要用于输电线路的有功潮流控制、系统的暂态稳定和抑制系统功率振荡；综合型ＦＡＣＴＳ设备主要包括潮流控制器（ＵＰＦＣ）和可控移相器（ＴＣＰＲ），ＵＰＦＣ适用于电压控制、有功和无功潮流控制、暂态稳定和抑制系统功率振荡，ＴＣＰＲ适用于系统的有功潮流控制和抑制系统功率振荡。
各种类型设备的技术原理介绍如下：１、并联型ＦＡＣＴＳ装置典型的并联型ＦＡＣＴＳ装置是ＳＴＡＴＣＯＭ。
ＳＴＡＴＣＯＭ主回路主要是由大功率电力电子器件组成的电压型逆变器和并联直流电容器构成，是与传统ＳＶＣ原理完全不同的无功补偿系统。
这种装置脱离了以往无功功率概念的约束，不采用常规电容器和电抗器来实现无功补偿，而是利用逆变器产生无功功率。
因此，设备无功功率的大小都由它输出的电流来调整，而其输出的电流与系统电压基本无关，这些功能、原理上类似于同步调相机，但它是完全的静态装置，因此ＳＴＡＴＣＯＭ又称为静止调相器，它的动态性能远优于同步调相机，启动无冲击，调节连续范围大，响应速度快，损耗小。
２、串联型ＦＡＣＴＳ装置典型的串联型ＦＡＣＴＳ装置是可控串补（ＴＣＳＣ）。
ＴＣＳＣ通常指采取晶闸管控制的分路电抗器与串联电容器组并联组成的串联无功补偿系统，通过改变晶闸管的触发角来改变分路电抗器的电流，使二、我国电力的发展需要柔性交流输电技术上世纪八十年代中期，美国电力科学研究院Ｎ．Ｇ．Ｈｉｎｇｏｒａｎｉ博士首次提出ＦＡＣＴＳ概念：应用大功率、高性能的电力电子元件制成可控的有功或无功电源以及电网的一次设备等，以实现对输电系统的电压、阻抗、相位角、功率、潮流等的灵活控制，将原基本不可控的电网变得可以全面控制。
柔性输电技术简介
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。
(完整版)柔性直流输电技术
柔性直流输电与常规直流比较
高压直流输电（LCC-HVDC）
柔性直流输电（VSC-HVDC）
晶闸管
相位角控制
晶闸管通过脉冲信号控 制开通，但不能控制关断 ，电网换相。当承受电压 反向时，自动关断。
开关频率50/60 Hz
IGBT或其他可关断功 率器件
脉宽调节控制
可关断器件，可以通 过控制信号关断，完全 可控，自换相。
DC
技术内容
关注点
14
功率器件的开通和关断过程
门极控制电压 导通电流
• 导通和关断由门极信号控制 • 导通和关断过程快速，但非
理想 • 导通和关断存在尖峰电流和
电压
集电极和发射 极电压
实际关断和导通波形
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功率器件的发展
半控器件
• 开通可控 • 关断不可控
全控器件
• 开通可控 • 关断可控
IGBT/IEGT
GTO和IGCT
GTO
IGCT
集成门极
缓冲层 透明阳极 逆导技术
• 最早的全控器件 • 开关频率低，已很少使用
• 上海50MVAr STATCOM
采用IGCT
19
• 目前只有ABB公司供应
IGBT IGBT和PP IGBT(IEGTP)P IGBT(IEGT)
电子注入增强 低导通电压降 宽安全工作区
• 模块塑封 • 应用最广的全控器件 • 三菱、英飞凌、日立、
ABB等多个供应商
• 压接式封装，双面散热
• 失效后处于短路状态
• 主要供应商有东芝、ABB和
Westcode
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模块式封装(PMI) 功率器件封装模式
技术成熟 安装工艺简单 器件制造商多 损坏时可能发生爆炸 串联不易实现 器件容量相对较小
电力系统柔性输配电技术
在系统组成中，有效保证了各部分的功能，工作时，综 合考虑主电路拓扑结构及开关器件的情况，主要利用了 正弦脉宽调制技术，实现了稳定的供电运行能力，技术 能够保证科学合理的调制，对各项参考波与三角载波做 快速的数据对比，操作时，可以根据数据显示情况，做 出不同的理解分析。
1
Part
柔性直流输入
应用优势：
1
Part
柔性直流输入
目前存在的弊端：
单位输送容量成本高
目前存在的弊端
柔性直流输电技术是多种技术的结合，需要各项技 术稳定性更强，才能发挥技术优势，保证稳定的电 力性传直输流故，工障传程承统的受 力柔损与性耗可直一靠流般性工为低程1%换以流内站，损看耗似3较%小左的右损，耗柔， 供况但有电看是效过，容控程仍量制中然提。，没高往有后往适，存用其在于损一大耗定电就的流会故开成障断倍率直增，流长从断，当路很前器难的，得应满到用足情不 了现实的需要，同时，柔性直流输电技术很难通过IGBT 技术做好故障电流阻止操作，影响到了传输的稳定性。
4
Part
目前的技术发展
2020年7月31日，由南方电网公司投资建设的国家西电东送重点工程——乌东德 电站送电广东广西特高压多端直流示范工程(简称昆柳龙直流工程)提前实现阶段 性投产。
这是世界上第一条±800千伏特高压多端柔性直流输电“高速路”，横跨云南、 贵“昆州柳、龙广”西项、目广是东世四界省首区个，特全高长压1多45端2公柔里性。直它流把输世电界工第程七。大水电站——乌东德电 站在丰输沛电的技水术电领源域源的不前断沿送探抵索粤上港，澳中大国湾已区经电立力于负世荷界中之心巅，。为经济快速复苏的大湾 区注入强劲的绿色动能。
3
Part
柔性配电技术
DFACTS 技术在智能配电网中的另一个应用领域是解决分布式电源( DER) 并网问 题。
柔性直流输电技术
柔性直流输电一、柔性直流输电技术1. 柔性直流输电系统换流站的主要设备。
柔性直流输电系统换流站的主要设备一般包括：电压源换流器、相电抗器、联结变压器、交流滤波器和控制保护以及辅助系统(水冷系统、站用系统)等。
2. 柔性直流输电技术的优点。
柔性直流输电是在常规直流输电的基础上发展起来的，因此传统的直流输电技术具有的优点，柔性输电大都具有。
此外，柔性输电还具有一些自身的优点。
1）潮流反转方便快捷，现有交流系统的输电能力强，交流电网的功角稳定性高。
保持电压恒定，可调节有功潮流；保持有功不变，可调节无功功率。
2）事故后可快速恢复供电和黑启动，可以向无源电网供电，受端系统可以是无源网络，不需要滤波器开关。
功率变化时，滤波器不需要提供无功功率。
3）设计具有紧凑化、模块化的特点，易于移动、安装、调试和维护，易于扩展和实现多端直流输电等优点。
4）采用双极运行，不需要接地极，没有注入地下的电流。
3. 柔性直流输电技术的缺点。
系统损耗大（开关损耗较大），不能控制直流侧故障时的故障电流。
在直流侧发生故障的情况下，由于柔性直流输电系统中的换流器中存在不可控的二极管通路，因此柔性直流输电系统不能闭锁直流侧短路故障时的故障电流，在故障发生后只能通过断开交流侧断路器来切除故障。
可以使用的最佳解决方式是通过使用直流电缆来提高系统的可靠性和可用率。
二、常规直流输电技术和柔性直流输电技术的对比1. 换流器阀所用器件的对比。
1）常规直流输电采用大功率晶闸管，由于晶闸管是非可控关断器件，这使得在常规直流输电系统中只能控制晶闸管换流阀的开通而不能控制其关断，其关断必须借助于交流母线电压的过零，使阀电流减小至阀的维持电流以下才行。
2）柔性直流输电一般采用IGBT阀，由于IGBT是一种可自关断的全控器件，即可以根据门极的控制脉冲将器件开通或关断，不需要换相电流的参与。
2. 换流阀的对比。
1）常规直流输电系统中换流阀所用的器件是大功率晶闸管和饱和电抗器，可以输送大功率。
柔性直流输电工程技术研究、应用及发展
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。
柔性直流输电技术概述
柔性直流输电技术概述1柔性直流输电技术简介柔性直流输电作为新一代直流输电技术，其在结构上与高压直流输电类似，仍是由换流站和直流输电线路（通常为直流电缆）构成。
与基于相控换相技术的电流源换流器型高压直流输电不同，柔性直流输电中的换流器为电压源换流器(VSC)，其最大的特点在于采用了可关断器件（通常为IGBT）和高频调制技术。
详细地说，就是要通过调节换流器出口电压的幅值和与系统电压之间的功角差，可以独立地控制输出的有功功率和无功功率。
这样，通过对两端换流站的控制，就可以实现两个交流网络之间有功功率的相互传送，同时两端换流站还可以独立调节各自所吸收或发出的无功功率，从而对所联的交流系统给予无功支撑。
2. 技术特点柔性直流输电技术是采用可关断电压源型换流器和PWM技术进行直流输电，相当于在电网接入了一个阀门和电源，可以有效控制其通过的电能，隔离电网故障的扩散，还能根据电网需求，快速、灵活、可调地发出或者吸收一部分能量，从而优化电网潮流分布、增强电网稳定性、提升电网的智能化和可控性。
它很适合应用于可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、城市电网供电、异步交流电网互联等领域。
柔性直流输电除具有传统直流输电的技术优点外，还具备有功无功单独控制、可以黑启动对系统强度要求低、响应速度快、可控性好、运行方式灵活等特点，目前，大容量高电压柔性直流输电技术已具备工程应用条件，并且具有以下优点：（1）系统具有2个控制自由度，可同时调节有功功率和无功功率，当交流系统故障时，可提供有功功率的紧急支援，又可提供无功功率紧急支援，既能提高系统功角稳定性，还能提高系统电压稳定性；（2）系统在潮流反转时，直流电流方向反转而直流电压极性不变，这个特点有利于构成既能方便地控制潮流又有较高可靠性的并联多端直流系统，实现多端之间的潮流自由控制；（3）柔性直流输电交流侧电流可被控制，不会增加系统的短路功率；（4）对比传统直流输电方式，采用多电平技术，无需滤波装置，占地面积很小；（5）各站可通过直流线路向对端充电，并根据直流线路电压采取不同的控制策略，因此换流站间可以不需要通讯；（6）柔性直流输电具有良好的电网故障后快速恢复控制能力；（7）系统可以工作在无源逆变方式，克服了传统直流受端必须是有源网络，可以为无源系统供电。
柔直技术在低压配电网中应用探索及实践
柔直技术在低压配电网中应用探索及实践随着社会的不断发展和科技的日益进步，电力在人们的生产生活中扮演着越来越重要的角色。
低压配电网作为电力系统的最后一环，直接关系到用户的用电质量和可靠性。
近年来，柔直技术在电力领域的应用逐渐引起了广泛关注，其在低压配电网中的应用探索与实践也取得了一定的成果。
柔直技术，全称为柔性直流输电技术，是一种新型的直流输电技术。
与传统的直流输电技术相比，柔直技术具有诸多优势。
首先，它能够实现有功功率和无功功率的独立控制，这对于提高电网的电能质量和稳定性具有重要意义。
其次，柔直技术的换流器具有较小的占地面积和灵活的扩展性，能够更好地适应城市等土地资源紧张的区域。
此外，柔直技术还能够实现对分布式能源的高效接入和管理，为低压配电网的发展带来了新的机遇。
在低压配电网中，分布式能源的接入是一个重要的问题。
分布式能源包括太阳能、风能、生物质能等可再生能源，以及小型燃气轮机、燃料电池等分布式发电设备。
这些分布式能源具有分散性、间歇性和随机性等特点，给低压配电网的运行和管理带来了很大的挑战。
柔直技术的出现为解决这一问题提供了有效的手段。
通过柔直技术，可以将分布式能源接入低压配电网，并实现对其输出功率的灵活控制和管理，从而提高分布式能源的利用率和电网的可靠性。
例如，在一些偏远地区或者岛屿，由于地理位置和环境的限制，建设传统的交流输电线路成本高昂且难度较大。
而采用柔直技术，可以通过直流电缆将分布式能源发电装置产生的电能输送到负荷中心，有效地解决了这些地区的供电问题。
同时，柔直技术还可以实现对分布式能源的孤岛运行控制，在电网故障时保证重要负荷的持续供电，提高了供电的可靠性。
除了分布式能源的接入，柔直技术在低压配电网中的电能质量治理方面也发挥着重要作用。
在现代社会，各种电子设备和敏感负荷对电能质量的要求越来越高。
电压波动、谐波污染等电能质量问题不仅会影响设备的正常运行，还可能造成设备损坏和数据丢失等严重后果。
柔性输电知识点总结
柔性输电知识点总结柔性输电技术其实最主要的就是通过传统的输电技术和电力电子技术的结合，来有效地提高电力传输的效率和可靠性。
在柔性输电技术中，不仅仅包括了柔性交流传输技术和柔性直流传输技术，还包括了一些辅助设备，比如牵引空气绝缘导线、高温超导输电技术、柔性直流输电技术等等。
这些技术的出现，都为柔性输电技术的完善提供了有效的技术支持。
接下来，我们将从柔性输电技术的基本原理、应用领域和未来发展三个方面来阐述柔性输电技术的知识点。
一、柔性输电技术的基本原理柔性输电技术的基本原理就是通过电力电子设备，来控制输电系统的电压、电流和功率等参数。
在柔性输电技术中，主要采用了半导体器件来进行控制，比如各种类型的晶闸管、晶闸管整流器、可控硅、晶体管等等。
利用这些电子设备，就可以有效地实现对输电系统的控制，使其具备一定的灵活性和可靠性。
柔性输电技术中，主要有两种方式来实现控制，一种是通过控制电压来实现控制，另一种是通过控制电流来实现控制。
通过电压控制来实现柔性输电技术，其主要就是通过控制输电系统的电压等参数，来实现对电力传输的调节。
在柔性输电技术中，主要采用了一些电压型的电力电子设备，比如晶闸管整流器、可控硅电压调节器等等。
通过这些设备，就可以有效地实现对输电系统电压的调节，从而使其具备一定的灵活性和可靠性。
另一种是通过电流控制来实现柔性输电技术，其主要就是通过控制输电系统的电流等参数，来实现对电力传输的调节。
在柔性输电技术中，主要采用了一些电流型的电力电子设备，比如牵引空气绝缘导线、高温超导输电技术等等。
通过这些设备，就可以有效地实现对输电系统电流的调节，从而使其具备一定的灵活性和可靠性。
二、柔性输电技术的应用领域柔性输电技术主要的应用领域就是在输电系统中，主要用来提高输电系统的灵活性和可靠性。
在传统的输电系统中，由于其固有的特点，就存在着很多的问题，比如输电线路容量不足、电压不稳定、电流负载能力受限等等问题。
这些问题都会对电力输送产生一定的影响，甚至会造成输电事故。
柔性输电
柔性输电技术简介一、柔性交流输电1.1 交流柔性输电的概念交流柔性输电（Flexible Alternative Current Transmission Systems），是综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术。
它是应用大功率、高性能的电力电子元件制成可控的有功或无功电源以及电网的一次设备等，以实现对输电系统的电压、阻抗、相位角、功率、潮流等的灵活控制，将原来基本不可控的电网变得可以全面控制，从而大大提高电力系统的灵活性和稳定性，使得现有输电线路的输送能力大大提高。
自己理解：交流柔性输电，之所以称之为柔性（灵活）输电，是因为相对于早期的输电网来说，它更多的应用可控的电力电子元件来控制电网的运行，改善电能质量。
因为电力电子元件的可控性而且开关速度快，就使得控制更加灵活，同时在解决电网问题时更具有实时性和易操作性。
1.2 交流柔性输电的优势①能在较大范围有效地控制潮流；②线路的输送能力可增大至接近导线的热极限。
③备用发电机组容量可从典型的18%减少到15%，甚至更少；④电网和设备故障的危害可得到限制，防止线路串级跳闸，以避免事故扩大；⑤易阻尼消除电力系统振荡，提高系统的稳定性。
自己理解：①得益于电力电子器件的灵活控制性，以及微处理微电子技术的发展应用，使得在控制电网功率流动方面更加灵活，可以实时有效的进行控制。
②由可控的电力电子器件组成的补偿装置，可以更加有效的对电路中有功，无功以及谐波进行补偿，使得在线路中的无功损耗减小，减小了线路的热损耗。
③因为可控的调节，使得线路电能的功率因数接近于1，所以发电机组全部用于发送有功功率，就可以在同等有功要求的条件下，减小发电机组的容量。
④由于开关器件的快速动作性和实时可控性，就能够有效及时的控制线路故障的扩散。
⑤因为电力电子设备组成的补偿装置，可以连续的调节电网阻抗，从而减小电力系统的震荡。
1.3 交流柔性输电的主要设备及原理用于输电系统的FACTS装置包括： SVC（静止无功补偿器）、STATCOM（静态同步补偿器）、 TCSC（晶闸管可控串补）、 TSSC（晶闸管开关串联电容器）、UPFC（统一潮流控制器）、TCPST（可控移相器）等。
柔性交流输电系统的技术优势及应用前景分析
柔性交流输电系统的技术优势及应用前景分析柔性交流输电系统是一种新兴的输电技术，它通过采用柔性直流传输，提高了电力输送的效率和可靠性。
本文将对柔性交流输电系统的技术优势以及应用前景进行深入分析。
一、技术优势1. 电力输送效率高：柔性交流输电系统采用直流传输，避免了传统交流输电中的电压降低、电流损耗等问题，在长距离输电中具有较高的能效。
2. 可靠性和稳定性强：由于直流传输不会受到交流系统中的瞬态过电压和频率波动等干扰，柔性交流输电系统的电力传输稳定性更高，能够减少输电线路中的电力损耗和线损。
3. 降低电力损耗：柔性交流输电系统采用高效的智能电压控制技术，能够确保电压稳定，并根据负载实时调整电流，从而降低电力损耗，提高输电效率。
4. 对环境友好：柔性交流输电系统采用的逆变器技术可以有效地减少谐波造成的污染，并采用高频逆变器，减小了传输线路的体积和重量，降低了对环境的影响。
5. 适应性强：柔性交流输电系统可以实现多电网之间的互联，能够适应不同电压级别和频率的电力系统，提高了输电的灵活性和适应性。
二、应用前景1. 跨区域大容量输电：柔性交流输电系统具有较高的功率传输能力和稳定性，可以实现长距离的跨区域大容量输电。
这在我国国土广阔、区域经济发展不平衡的背景下，对于资源优势区域的电力输出将有重要的促进作用。
2. 优化电力系统结构：柔性交流输电系统可以将分布在不同地区的可再生能源集中到一个大规模的电力系统中进行传输，有效解决可再生能源发电与用电区域之间的差异，优化了电力系统的结构。
3. 促进电力市场发展：柔性交流输电系统的应用将促进电力市场的发展，实现不同地区之间的电力交易，提高电力市场的竞争程度，为用户提供更多选择，降低用电成本。
4. 提高电力供应可靠性：柔性交流输电系统采用了先进的电力传输技术和智能控制系统，能够实时监测输电线路的工作状态，并进行智能调整，提高了电力输送的可靠性和稳定性。
5. 降低能源消耗和环境污染：柔性交流输电系统能够降低能源消耗和电力损失，减少温室气体的排放，对于应对气候变化和环境保护具有重要意义。
柔性交流输电系统对电网可靠性与稳定性的影响分析
柔性交流输电系统对电网可靠性与稳定性的影响分析引言：随着能源需求的增长和能源结构的转型，电网的可靠性和稳定性变得尤为重要。
柔性交流输电系统作为一种新型的输电技术，具有较高的灵活性和响应速度，对电网的可靠性与稳定性有着积极的影响。
本文将分析柔性交流输电系统对电网可靠性与稳定性的影响，并探讨其在电力系统中的应用前景。
一、柔性交流输电系统的基本原理柔性交流输电系统（Flexible Alternating Current Transmission System，简称FACTS）是一种基于半导体功率电子器件的高压直流输电技术。
该系统通过控制电压、电流和功角等参数，实现对输电线路的实时调控和灵活控制。
其主要组成部分包括静止补偿装置（Static Compensation Devices，简称SCD）和动态补偿装置（Dynamic Compensation Devices，简称DCD）。
二、柔性交流输电系统对电网可靠性的影响1.提高电网传输能力：柔性交流输电系统能够提高输电线路的传输能力，通过在电网中引入补偿装置，改善无功功率流动和电压控制，减小了输电线路的电阻、电感和电容对传输能力的影响，提高了电网的可靠性。
2.减少电网损耗：柔性交流输电系统可以通过控制线路的电压和电流，降低输电线路的电阻损耗和无功损耗，从而减少电网的能量损失，提高电网的稳定性。
3.优化电网运行方式：柔性交流输电系统能够实时调节电网的电压和电流，改变电网的功率流向和功率分配，优化电网的运行方式，使电力资源得以更加合理、高效地利用，提高电网的可靠性。
三、柔性交流输电系统对电网稳定性的影响1.提高电网响应速度：柔性交流输电系统具有快速响应的特点，能够实时调节电网的电压和电流，使电网能够更快速地响应外部扰动和负荷变化，提高了电网的稳定性。
2.抑制电网振荡：柔性交流输电系统可以通过调节电网的电压和电流相位，抵消电网振荡产生的谐波和不稳定因素，抑制电网的共振和谐振现象，提高电网的稳定性和抗干扰能力。
电力系统中柔性交流输电的现状与发展趋势
电力系统中柔性交流输电的现状与发展趋势随着电力系统的不断发展和电力需求的增长，柔性交流输电作为一种新型的电力传输方式，正逐渐受到广泛关注。
本文将从柔性交流输电的基本概念、现状以及发展趋势三个方面进行探讨。
一、柔性交流输电的基本概念柔性交流输电是指通过应用现代电力电子技术，将交流电源直接连接到输电网，实现高效、可靠的电力传输。
相对于传统的交流输电方式，柔性交流输电可以实现电力系统的柔性调节，提高电力传输效率，降低能量损耗，并提供更好的电力质量。
二、柔性交流输电的现状目前，在全球范围内，柔性交流输电已经成为电力系统中的重要技术。
许多国家和地区都在积极推广和应用柔性交流输电技术。
例如，美国、德国、中国等国家在柔性交流输电技术方面已经取得了一系列的研究成果和应用实践，并且取得了良好的效果。
在电力系统中，柔性交流输电的应用可以实现输电网的灵活性和可控性增加。
通过采用柔性交流输电技术，可以有效解决电力系统中的故障限电问题，提高电力系统的稳定性和可靠性。
此外，柔性交流输电还可以降低电线电压损耗、提高电力传输效率，并提供更好的电力质量。
在柔性交流输电技术方面，目前已经发展出一系列的装置和设备，如静止无功补偿器（SVC）、静止同步补偿器（STATCOM）等。
这些设备通过控制电压和电流的相位和幅值，实现电力传输过程中的无功补偿和电压控制，提高电力系统的稳定性和可靠性。
三、柔性交流输电的发展趋势随着电力系统的不断发展和新能源的快速增长，柔性交流输电技术在未来的发展中具有广阔的应用前景和市场需求。
以下是柔性交流输电的发展趋势：1. 多能互补：随着新能源的快速发展和大规模接入电力系统，柔性交流输电将与新能源形成紧密的结合，实现多能互补。
通过柔性交流输电技术，可以实现可再生能源的高效利用和平稳接入电网。
2. 智能化控制：随着智能电网的发展，柔性交流输电将更加智能化。
通过引入智能化的电力调度和控制系统，可以实现电力系统的自动调节和优化，提高电力传输效率和供电可靠性。
柔性输配电技术
SVC设备系统主接线图
图2 SVC设备系统主接线图
SVC功能：
安装于负荷侧：提高功率因数，抑制电压 波动和闪变，消除无功冲击，补偿三相不 平衡，滤除高次谐波。
安装于系统侧：提高稳态输送容量，预防 电压不稳定，提高暂态稳定性，增强系统 阻尼，环节次同步振荡改善直流输电系统 的性能。
SVG工作原理如图
图3 SVG工作原理图
与传统SVC原理完全不同，这种装置脱离了以 往无功功率概念的约束，不采用常规电容器和 电抗器来实现无功补偿，而是利用逆变器产生 无功电流，可快速灵活的发出容性或感性无功， 其动态响应时间只有数ms，而SVC的动态相 应时间则需几十ms。
这种设备无功功率的大小都由它输出的电流来 调整，而其输出的电流能力不取决与系统电压， 因此，在系统电压波动较大时，其依然能发挥 补偿作用。由于采用了大功率的电力电子器件， 不需要传统的补偿电容器或补偿电抗器，因而 装置体积，集成化程度高，易于安装，但缺点 是成本高。
几种提高输电能力的典型柔性输电技术 简介
目录
静止无功补偿装置（SVC） 静止同步发生器（SVG） atic Var Compensator ，即静 止无功补偿装置，如图1所示。
图1 SVC装置
SVC是一种可以控制的无功功率补偿装 置。通常由并联电容器组（滤波器）和一个 可调节电感量的电感元件组成。
TCSC基本结构
图4 TCSC基本结构
TCSC通常指采取晶闸管控制的分路电抗器与串 联电容器组并联组成的串联无功补偿系统。通过 改变晶闸管的触发角来改变分路电抗器的电流， 使串联补偿器的等效阻抗大小能连续平滑快速变 化，因而TCSC可以等效成一个容量连续可变的 电容器，其接入的输电线路的等效阻抗也可以连 续变化。当线路两端电压和相角在给定的情况下， 线路的输送功率将可实现快速连续控制，以适应 系统负载变化和动态干扰，达到控制线路潮流， 提高系统功率传输极限和系统暂态稳定极限目的， 也可以用于阻尼系统功率振荡和抑制次同步振荡。
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SVG
SVG全称Static Synchronous Compensator， 即静止同步补偿器（静止同步发生器）。具 有控制特性好，响应速度快，体积小，损耗 低等一系列优点，并已开始在工业现场获得 推广应用。 SVG的基本原理是将自换相桥式电路通过电 抗器并联在电网上，适当地调节桥式电路交 流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制 其交流侧电流，使该电路吸收或者发出满足 要求的无功电流，实现动态无功补偿。
TCSC基本结构
图4 TCSC基本结构
TCSC 通常指采取晶闸管控制的分路电抗器与串 联电容器组并联组成的串联无功补偿系统。通过 改变晶闸管的触发角来改变分路电抗器的电流， 使串联补偿器的等效阻抗大小能连续平滑快速变 化，因而 TCSC 可以等效成一个容量连续可变的 电容器，其接入的输电线路的等效阻抗也可以连 续变化。当线路两端电压和相角在给定的情况下， 线路的输送功率将可实现快速连续控制，以适应 系统负载变化和动态干扰，达到控制线路潮流， 提高系统功率传输极限和系统暂态稳定极限目的， 也可以用于阻尼系统功率振荡和抑制次同步振荡。
TCSC四种工作模式： （1）晶闸管截止，此时，TCSC等同于固定串 联补偿。 （ 2 ）晶闸管旁路，此时两晶闸管全导通线路 电流大部分通过L，整个TCSC呈现小电抗特性。 (3)容性微调模式，此时两晶闸管导通角较小， 整个 TCSC 阻抗呈现大于 C 本身容抗的容性电 抗特性， TCSC 通常都是运行在容性微调模式。 （ 4 ）感性微调模式，此时两晶闸管导通角较 大，TCSC阻抗呈现感性电抗特性。
TCSC
TCSC 全称 Thyristor Controlled Series Compensation，即可控串联补偿装置，利 用TCSC 可以灵活控制系统潮流、阻尼系 统的低频振荡和次同步谐振。 由于 TCSC 结构简单，工程上较易于实现， 性价比较高，因此是目前实际应用最多且 前景看好的一种柔性输电装置。
几种提高输电能力的典型柔性输电技术 简介
主讲人：李果
目录
静止无功补偿装置（SVC）
Байду номын сангаас
静止同步发生器（SVG）
可控串联补偿装置（TCSC）
SVC
SVC全称Static Var Compensator ，即静 止无功补偿装置，如图1所示。
图1 SVC装置
SVC 是一种可以控制的无功功率补偿装 置。通常由并联电容器组（滤波器）和一个 可调节电感量的电感元件组成。 SVC 与一般电容器补偿装置的区别是能 够跟踪电网或负荷的波动无功进行动态补偿， 维持电压稳定，提高系统的稳定性、降低损 耗。
SVG工作原理如图
图3 SVG工作原理图
与传统SVC原理完全不同，这种装置脱离了以 往无功功率概念的约束，不采用常规电容器和 电抗器来实现无功补偿，而是利用逆变器产生 无功电流，可快速灵活的发出容性或感性无功， 其动态响应时间只有数 ms ，而 SVC 的动态相 应时间则需几十ms。 这种设备无功功率的大小都由它输出的电流来 调整，而其输出的电流能力不取决与系统电压， 因此，在系统电压波动较大时，其依然能发挥 补偿作用。由于采用了大功率的电力电子器件， 不需要传统的补偿电容器或补偿电抗器，因而 装置体积，集成化程度高，易于安装，但缺点 是成本高。
SVC设备系统主接线图
图2 SVC设备系统主接线图
SVC功能： 安装于负荷侧：提高功率因数，抑制电压 波动和闪变，消除无功冲击，补偿三相不 平衡，滤除高次谐波。 安装于系统侧：提高稳态输送容量，预防 电压不稳定，提高暂态稳定性，增强系统 阻尼，环节次同步振荡改善直流输电系统 的性能。
由于这种设备仍然采用的电容、电感 作为补偿元件，补偿效果受电网电压和频 率波动影响。在电网电压的波动超出一定 范围时，整个装置就表现出恒阻抗特性， 不能充分发挥其作用。