柔性直流输电与高压直流输电的优缺点
低压直流供电与柔性直流输电及超高压直流输电的探讨
低压直流供电与柔性直流输电及超高压直流输电的探讨摘要：目前直流电在我国电力系统应用有低压直流、柔性直流输电和超高压直流输电。
低压直流主要用于发电厂和变电站的二次回路中，柔性直流输电正应用于智能电网，而超高压直流用于远距离电能输送或系统联网。
低压直流也广泛应用于电子计算机电路中。
关键词：低压直流供电；柔性直流输电；超高压直流输电前言通过对直流电路重要性的了解；低压直流在电子等各行各业的应用；直流在电力系统中的二次回路中的应用、在柔性直流输电的应用以及在超高压特高压直流输电的应用的分析，提出直流电基础学习的重要性。
一、低压直流在电子领域的应用直流广泛用于电子电路、计算机等电路。
电子电路、通信电路、计算机电路等所用直流一般是几伏或几十伏。
如直流在晶体管放大电路中它主要作为集电极和基极的工作电源。
机床控制电路也广泛应用直流。
二、直流在电力系统中的应用2.1直流在二次回路中的应用传统的电力系统继电保护、控制回路、信号回路等二次回路中，广泛应用着直流电，它们所用直流电源电压一般是220V。
随着电力系统自动化水平的提高，在微机保护装置和微机自动装置电路中所用直流电压一般是几毫伏、几伏或几十伏电压。
低压直流还作为厂站应急电源。
2.2在柔性直流输电的应用“柔性”直流输电是采用先进的大功率电力电子器件组成的电压源换流器（VSC），其换流器采用IGBT绝缘栅双极型晶体管，它可以依据电网需要，灵活快捷地改变电能输送的大小和方向，并提供更优质的电能质量。
多端柔性直流输电系统模块化多电平（MMC）技术，可灵活接入多个站点的风能、太阳能、地热能、小水电等清洁能源，通过一个大容量、长距离的电力传输通道，到达多个城市的负荷中心。
这为新能源并网、大型城市供电以及孤岛供电等场合提供了一种有效的解决方案。
我国是从2006年开始研究，2011年上海南汇柔性直流输电工程投运，其电压±30kV，输出电流300A，输出功率18MVA。
柔性交直流输电系统的设计与运行优化
柔性交直流输电系统的设计与运行优化随着电力需求的日益增长和可再生能源的广泛应用，柔性交直流输电系统作为一种能够高效、可靠地传输电能的技术逐渐引起了人们的重视。
本文将探讨柔性交直流输电系统的设计原理和运行优化方法，从而为构建可持续、高效的电力系统提供理论支撑。
一、柔性交直流输电系统的设计原理柔性交直流输电系统是一种通过交流和直流电输送电能的系统，其核心是柔性交直流变流器技术。
该技术通过将交流电转换为直流电，再经过逆变器将直流电转换为交流电，实现电能的传输与转换。
与传统的交流输电系统相比，柔性交直流输电系统具有以下设计原理：1. 多端口设计：柔性交直流输电系统具有多个直流和交流端口，通过合理配置这些端口，可以实现多个电源和负载的灵活连接和电能传输。
这种多端口设计可以提高系统的灵活性和可靠性。
2. 柔性电压调节：柔性交直流输电系统可以根据不同负载和电源的电压需求进行调节，从而优化电能传输效率。
通过控制变流器的输出电压和频率，可以实现对负载电压的精确控制，提高能源利用率。
3. 频率变换技术：柔性交直流输电系统可以通过变换交流电的频率实现电能的传输与转换。
通过调整变流器的频率，可以实现交流电的输送和转换，从而实现不同频率的电力之间的互相转换。
二、柔性交直流输电系统的运行优化方法为了实现柔性交直流输电系统的高效、稳定运行，需要采取一系列优化方法，包括功率控制、电能调度和电压控制等。
1. 功率控制：柔性交直流输电系统中的功率控制是保证系统稳定运行的关键。
通过控制变流器的输出功率，可以实现对负载电流和电压的精确控制。
同时，采用逆变器技术可以实现对输电电流的调节，从而实现电能的稳定输送和转换。
2. 电能调度：柔性交直流输电系统中的电能调度是为了实现系统内多个电源和负载之间的协调运行。
通过合理配置电能的输入和输出，可以实现系统中电能的均衡分配，从而提高系统的效率和可靠性。
3. 电压控制：柔性交直流输电系统中的电压控制是为了保证负载电压的稳定性和系统的安全性。
2024年柔性直流输电市场发展现状
2024年柔性直流输电市场发展现状引言柔性直流输电（Flexible Direct Current Transmission，简称FDCT）作为一种新型的输电技术，具有多种优势，如高效、低损耗和灵活性等。
随着电力需求的不断增长和可再生能源的迅速发展，柔性直流输电市场正逐渐展现出巨大的潜力。
本文将对柔性直流输电市场的发展现状进行分析和探讨。
主要内容1. 柔性直流输电技术简介柔性直流输电技术是一种将输电线路由传统的交流形式转变为直流形式的技术。
该技术利用高压直流输电（High Voltage Direct Current，简称HVDC）系统，通过转换站将交流电转换为直流电进行输送。
相较于传统的交流输电方式，柔性直流输电可以实现更高效率和更远距离的电能传输。
2. 柔性直流输电市场发展趋势柔性直流输电市场正逐渐蓬勃发展，并且呈现出以下几个主要的发展趋势：•可再生能源促进发展：随着可再生能源的快速发展，如风能和太阳能等，柔性直流输电正成为将这些能源从产地输送到用电地点的理想选择。
柔性直流输电系统可以实现大规模清洁能源的长距离传输。
•输电效率提高：与高压交流输电相比，柔性直流输电系统的输电效率更高。
因为直流电在输送过程中的能量损失较小，可以大幅度降低电力传输过程中的能量损耗，提高输电效率。
•电网稳定性提升：柔性直流输电系统具备快速响应和调节电网负荷等特点，可以提高电网的稳定性。
在能源供需波动较大的情况下，柔性直流输电系统可以有效地平衡能源供给和需求，提高电网的可靠性和稳定性。
3. 柔性直流输电市场的挑战柔性直流输电市场的发展也面临着一些挑战，主要包括以下几个方面：•技术难题：柔性直流输电技术相对较新，还存在一些技术难题，如电能转换效率、电气设备可靠性和环境适应能力等问题，需要进一步解决和改进。
•经济可行性：虽然柔性直流输电具有诸多优势，但是其建设和运营的成本相对较高，需要对投资回报作出准确评估，以确保项目的经济可行性。
电力系统中的柔性直流输电技术研究与应用
电力系统中的柔性直流输电技术研究与应用随着能源需求的增长和可再生能源的快速发展，电力系统的可靠性和效率成为了迫切的问题。
在过去，交流输电是占主导地位的，但是随着电力系统的复杂性和功率需求的不断增加，柔性直流输电技术逐渐崭露头角并得到广泛关注。
柔性直流输电技术是一种能够有效提高电力系统稳定性和可靠性的新型电力传输方式。
相较于传统的交流输电方式，柔性直流输电技术具有以下优势：1. 技术先进性：柔性直流输电技术采用了高压高功率电力电子器件，能够实现高效能的电力传输。
通过电力电子设备对电压和频率进行控制，可以快速调整电力流向和功率分配，提高系统的稳定性和可控性。
2. 低损耗和高效率：相较于交流输电方式，柔性直流输电技术在长距离传输时损耗更低。
由于直流电流不会产生电感和电容的功耗，输电损耗更小，能够有效降低能源浪费和环境污染。
3. 技术应用广泛性：柔性直流输电技术可以灵活适应不同的传输需求和能源分布情况。
在大规模可再生能源开发和分布式能源系统中，柔性直流输电技术可以提供更加稳定可靠的电力传输，实现能源的高效利用。
在实际应用中，柔性直流输电技术已经取得了一系列的成果。
首先，在长距离高容量输电方面，柔性直流输电技术可以实现大容量电力的长距离传输，有效解决了传统交流输电的限制。
通过减少输电损耗，提高输电效率，柔性直流输电技术能够为电力系统提供更稳定可靠的电力供应。
其次，在可再生能源领域的应用方面，柔性直流输电技术在风能和太阳能等可再生能源开发中具有广阔的应用前景。
由于可再生能源的不稳定性和间歇性，柔性直流输电技术可以实现对电力流量的精确控制，将多余的电力注入电网，并实现电力的平衡调度。
这不仅提高了可再生能源的利用率，还增强了电网的稳定性和可靠性。
同时，柔性直流输电技术在城市供电和电力互联网的建设中也发挥着重要作用。
通过柔性直流输电技术，电力系统可以实现更好的电力管理和智能化控制。
通过对电力流向和负荷需求的精确监测和控制，可以实现电力需求的动态分配和优化，提高供电的质量和可靠性。
对柔性直流输电技术的相关要点分析
对柔性直流输电技术的相关要点分析摘要:柔性直流输电是有广泛应用前景的输电技术，而且也有比较先进的技术。
能够在国家能源结构方面进行调整，让区域能源实现互联发展。
能够进行自换相，如果没有换相失败的时候，也可以向弱交流系统供电。
如果缺乏无功补偿，可以设置常规直流的补偿功率为50%到60%，另外，整个占地面积比较大。
有比较低的谐波水平，这也决定了柔性直流输电，也不会有更多的滤波。
如果在海上风电和海上石油平台方面也会有大的发展。
由于电的波动性也会比较大，也会有比较强的间歇性，针对调整这些间歇性的问题，可以更快的去调节能量。
针对柔性直流输电技术的特点和发展现状问题，也总结出了柔性直流输电技术的应用领域，更好地对未来柔性直流发电技术发展前景进行了分析。
关键词:柔性直流输电；技术要点；技术分析柔性直流输电能够构成多端直流电网，而且也不需要去改变直流的电压极性，如果只改变直流电压的方向，可能在常规反送的时候去改变电压，对于柔性直流输电并不用改变电压方向和电流方向，因此构成了直流网和只是电流调节。
对于直流电网的实际意义是要实现能量流的双向流动与双向控制，并且提高大功率电力电子性能，从而保证能量流自动调节，这种设计也比较小型化。
一、柔性直流输电的现状优势目前，人们越来越重视以晶闸管换流器为核心的高压直流输电技术。
柔性直流输电的主要优势是可以降低高压输电走廊的建设成本，并且对相位交流电网的柔性进行关联，让负荷中心可以进行远距离大功率的输电。
常规直流输电技术有非常多的优势，柔性直流输电技术也有其独有的特点。
1.孤岛特性常规高压直流输电技术要求受端电网是强电网，受端电网应当提供电压作为支撑方，从而保证输电的稳定性。
在一开始建设常规直流电的时候，由于交流电网容量会比较大，高压直流输电一般都是作为小部分来进行补充，没有比较明显的问题。
我国新能源建设都得到了蓬勃发展，新能源需要借助直流线路输到东部负荷中心，交流端容量无法更好地支撑大量的直流线路输入。
柔性直流输电
柔性直流输电技术目录简介 (1)原理 (2)战略意义 (3)应用前景展望 (4)常规直流输电与柔性直流输电的对比 (5)一、常规直流输电技术 (5)二、柔性直流输电技术 (6)三、常规直流输电技术和柔性直流输电技术的对比 (7)四.运行方式 (8)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。
基于电压源换流器的高压直流输电（VSC-HVDC）技术由加拿大McGill大学的Boon-Teck Ooi 等人于1990年提出，是一种以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制（PWM）技术为基础的新型输电技术，该输电技术具有可向无源网络供电、不会出现换相失败、换流站间无需通信以及易于构成多端直流系统等优点。
李岩，罗雨，许树楷，周月宾等.柔性直流输电技术：应用、进步与期望．《南方电网技术》，2015讲述了柔性直流输电技术是构建灵活、坚强、高效电网和充分利用可再生能源的有效途径,代表着直流输电的未来发展方向,已成为新一代智能电网的关键技术之一。
概述了国内外柔性直流输电工程的现状以及柔性直流输电技术在交流电网的异步互联、风电场并网、海上平台供电和城市负荷中心供电等领域的应用情况;重点介绍了世界第一个多端柔性直流输电工程——南澳多端柔性直流输电示范工程的研发情况,尤其是其技术难点;指出了直流输电混合化,高电压大容量化,直流输电网络化和直流配电网等未来柔性直流输电技术发展的主要方向;提出了柔性直流输电系统亟待解决的关键问题,诸如具有直流短路故障电流清除能力的电压源换流器拓扑结构,高压直流断路器技术和直流电网运行的基础理论及控制保护技术。
柔性直流输电系统中两端的换流站都是利用柔性直流输电，由换流器和换流变压设备，换流电抗设备等进行组成。
其中最为关键的核心部位是 VSC ，而它则是由流桥和直流电容器共同组成的。
系统中，综合考虑它的主电路的拓扑结构及开关器件的类型，能够采用正弦脉宽调制技术，将此类技术在调制参考波与三角载波进行数据的对比，在后者数据相对较小的情况下，就会发生触发下桥臂开关导通并关断下桥臂。
高压直流输电与交流柔性输电总结
5、直流输电应用在哪些场合？ 地下或水下电缆； 远距离大容量输电； 交流系统的联网； 在上联电力系统中控制潮流；轻型直流输电。 6、直流输电存在哪些问题？ 1) 晶闸管换流器换流时消耗大量功率，每个换流站均 需装配无功补偿设备， 2) 直流输电利用大地（海水）为回路带来了技术问题 （腐蚀问题、变压器饱和问题） 3) 直流断路器无电流流过零点，灭弧问题难以解决 4) 换流器对交流侧来说，除了是一个负荷或电源以外， 还是一个谐波电流源，所以为保证换流站交流导线 电压畸变率在允许范围内，必须装设平波电抗器和 直流滤波器， 5) 换流站运行维护复杂，对运行人员的要求较高， 7、直流输电系统中，逆变器相失败的原因有哪些？
8、换流变压器与普通变压器相比有何特点？如何选择 容量和电抗？ 1) 具有较大，哦，我漏电抗（限制过大的短路电流， 损坏换流阀）而且 3 项漏抗平衡度要求高（减少非 特征谐波） 3.直流输电双机系统按构成方式，分为哪 3 类，各有什 2) 需要更高的绝缘裕度（换流变压器阀侧供组和套管 么特点？ 是在交流电压和直流电压共同作用下，工作的） 双极两端中性点接地方式 3) 增波问题，换流变压器在运行中会流过特征谐波和 利用正负 2 极导线和两端换流站正负 2 极相连构成直流 非特征谐波 侧的闭环回路，保留了单极系统的大地或海水回流方式， 4) 有载调压范围宽， （补偿换流器变压器交流侧电压 节省一根导线的优点。正常运行时回路电路不平衡电流 变化） 数值不大，大大减轻了大地或海水做回流电路所引起的 5) 直流偏磁严重（交直流线路耦合、换流阀触发角不 金属设施的腐蚀问题，当任意极发生故障，在故障隔离 平衡，接地极电位升高等原因导致，换流变压器侧 后，健全极可以用大地或海水作为回流电路，保持输送 和网侧供组中有直流） 一半的电力。 ， 6) 实验复杂（除型式试验和侧行实验外还要进行直流 两极端中性点接地方式， 方面的实验） 不以大地或海水做回流电路， ，避免了金属设施腐蚀问 9、平波电抗器的作用有哪些？平波电抗器感量选用原 题，但其中一级发生故障时，迫使健全极短暂停止送电 则是什么？ 双极中性线方式 1) 抑制直流电压的谐波分量，减小对临近高频通道的 利用 3 根导线构成直流侧回路，两换流站中性点之间用 干扰 导线连接，做中性线，并一端接地。中性线不仅避免了 2) 直流电流小时保证电流不间断，防止过电压， 以大地或海水作为回流电路所带来的腐蚀问题，而且允 3) 直流线路短路或逆变器换相失败时，以致故障电流 许单机运行， 上升率，降低故障电流的幅值 4.何谓直线输电交流输电的等价距离？它与哪些因素有 4) 已知线路电容和换流站电流端容性设备通过换流 关？ 阀的放电电流，防止由直流线路或直流开关站所产 等价距离：旨在输送功率相同和可靠性相当的条件下， 生的陡波冲击进入阀厅 直流输电方式与交流输电方式相比，当输电距离达到一 5) 调整直流测电路串联谐振频率，使之避开基波和 2 定长度时，直流线路节省的那部分不建设费用，刚好补 次谐波频率 偿直流交换站比交流变电站增加的那部分费用， ，即交 电感量选用原则： 流输电与两端设备的总费用相等。这个距离就称为等价 ①限制故障电流的上升率；②平抑直流电流的级器的 等价距离与交流和直流输电线路的造价，交流变电站和， 参数，统筹考虑，并进行费用的优化；⑤避免与直流滤 直流换流站的造价等一系列经济指标有关。 波器，直流线路，中性点电容器，换流变压器等在 50、
柔性直流输电与高压直流输电的优缺点
柔性直流输电与高压直流输电的优缺点(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除柔性直流输电一、常规直流输电技术1. 常规直流输电系统换流站的主要设备。
常规直流输电系统换流站的主要设备一般包括：三相桥式电路、整流变压器、交流滤波器、直流平波电抗器和控制保护以及辅助系统(水冷系统、站用电系统)等。
2. 常规直流输电技术的优点。
1）直流输送容量大，输送的电压高，最高已达到800kV，输送的电流大，最大电流已达到4 500A；所用单个晶闸管的耐受电压高，电流大。
2）光触发晶闸管直流输电，抗干扰性好。
大电网之间通过直流输电互联（背靠背方式），换流阀损耗较小，输电运行的稳定性和可靠性高。
3）常规直流输电技术可将环流器进行闭锁，以消除直流侧电流故障。
3. 常规直流电路技术的缺点。
常规直流输电由于采用大功率晶闸管，主要有如下缺点。
1）只能工作在有源逆变状态，不能接入无源系统。
2）对交流系统的强度较为敏感，一旦交流系统发生干扰，容易换相失败。
3）无功消耗大。
输出电压、输出电流谐波含量高，需要安装滤波装置来消除谐波。
二、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。
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”。
浅议柔性直流输电的优势及应用前景
浅议柔性直流输电的优势及应用前景摘要：柔性直流输电电网结构灵活、坚强、高效,是充分利用可再生能源发电，将其输送到负荷中心的有效途径,代表直流输电领域的发展方向,为此得到广泛的应用。
本文着重介绍柔性直流输电系统的优势,展望柔性直流输电系统的应用前景。
关键词：柔性直流输电优势前景随着能源紧缺和环境污染等问题的日益严峻，国家将大力开发和利用可再生清洁能源，优化能源结构。
随着风能、太阳能等可再生能源利用规模的不断扩大，其固有的分散性、小型性、远离负荷中心等特点，使得采用交流输电技术或传统的直流输电技术联网显得很不经济。
同时海上钻探平台、孤立小岛等无源负荷，采用昂贵的本地发电装置，既不经济，又污染环境。
加之城市人口膨胀和城区合理规划，城市用电负荷的快速增加，需要不断扩充电网的容量，要求利用有限的线路走廊输送更多的电能，因此，迫切需要采用灵活、经济、环保美观的输电方式。
1 柔性直流输电以可关断器件（IGBT）和脉宽调制（PWM）技术为基础的直流输电技术，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），正式命名为“VSC-HVDC”，即“电压源换流器型直流输电”。
2006年5月，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统一命名为“柔性直流输电”。
柔性直流输电作为新一代直流输电技术，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构成。
柔性直流输电的换流器为电压源换流器(VSC)，采用可关断器件(IGBT)和脉宽调制（PWM）技术。
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。
通过对两端换流站的控制，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。
第四章 高压直流输电与柔性输电
第4章高压直流输电与柔性输电4．1 概述如何将大量的电能从发电厂输送到负荷中心一直是电力工程的重要研究课题。
多年来，在努力提高传统电力系统输送能力的同时，电力科学工作者不断地探索各种新型的输电方式。
多相输电的概念在1972年由美国学者提出。
在输电过程中采用三相输电的整倍数相，如6、9、12相输电以大幅度地提高输送功率极限。
多相输电的主要优点是相间电压较三相输电降低，从而可以减小线间距离，节省输电线路的占地。
紧凑型输电的概念在1980年代由前苏联学者提出。
它从优化输电线和杆塔结构着手，通过增加分裂导线的根数，优化导线排列，尽力使输电线附近的电场均匀，从而减小线路的线间距离，提高线路的自然功率。
分频输电的概念在1995年由中国学者提出，目前仍在理论研究和模拟实验阶段。
其基本思想是在电能的输送过程中降低频率以缩短输送的电气距离，例如采用三分之一倍工频。
超导现象在1911年由荷兰科学家发现。
超导输电是超导技术在电力工业中的应用，目前在国际上已能制造小容量的超导发电机、超导变压器和超导电缆，但是距离工业应用还有一段距离。
无线输电是不用传输导线的输电方式，其概念提出的历史可以追溯到1899年特斯拉的实验。
现代主要研究和有希望在未来实现工业化应用的无线输电方式包括微波输电、激光输电和真空管道输电。
无线输电技术的研究已进行了30多年，但仍有大量而困难的技术问题需要解决，因而离工业应用的距离尚很遥远。
高压直流输电(High V oltage Direct Current，HVDC)与柔性输电(F1exible AC Transmission System , FACTS)都是电力电子技术介入电能输送的技术。
在电力工业的萌芽阶段，以爱迪生(Thomas Alva Edison，1847—1931)为代表的直流派力主整个电力系统从发电到输电都采用直流；以西屋(George Westinghouse．1846—1914)为代表的交流派则主张发电和输电都采用交流。
柔性直流输电技术的特点及应用前景分析
柔性直流输电技术的特点及应用前景分析陕西省长安大学附属学校 贾勇鑫【摘要】柔性直流输电技术可以建设出灵活、坚强、高效的电网结构，是充分发挥可再生能源优势的有效途径，代表着直流输电领域的发展和研究方向，已在全世界得到了广泛的发展和应用。
本文先介绍了柔性直流输电系统的构成，重点介绍了模块化多电平换流器的结构、子模块结构以及换流器的波形特点，从功率控制、输送容量、可靠性、输电距离等角度，分析了柔性直流输电系统的优点和缺点，分析展望了柔性直流输电系统的应用前景。
【关键词】柔性直流输电；模块化多电平换流器；分布式电源；孤岛供电0 引言高压直流(high voltage direct current, HVDC)输电已经广泛应用在远距离大容量输电、海底电缆输电和非同步联网等工程领域，目前世界范围内已投运了100多个直流输电工程。
高压直流输电在我国“西电东送，全国联网”发展战略中，起着举足轻重的作用。
在实际工程应用中，电力电子技术快速发展，取得了一系列新的研究成果，柔性直流作为电力领域中的新一代前沿科技，为电网中的诸多问题提供了优异的解决方案，为进行输电方式变革和建设坚强电网提供了有利的保障。
1990年，加拿大McGill大学Boon-Teck等学者最早提出了基于电压源型换流器的高压直流输电这一概念。
基于电压源型换流器的高压直流输电可以通过控制电压源换流器中全控型电力电子器件——绝缘栅双极型晶体管 (Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)的开断，调节系统电压，从而控制系统交流侧功率水平，因此可以进行功率输送和稳定电网，从而可以避免现有输电技术存在的许多问题，国内称之为柔性直流输电。
较早时期的柔性直流输电工程中，系统拓扑结构方面采用的是两电平或三电平换流器，这种系统在运行过程中的缺点是谐波含量高、开关损耗大，但是目前的实际工程对系统电压等级和容量水平的要求不断提高。
2001年，德国慕尼黑联邦国防军大学R.Marquart和A.Lesnicar共同提出了模块化多电平换流器（modular multilevel converter, MMC）拓扑，该拓扑结构通过将子模块进行标准化，然后将其进行串联，从而较为方便地实现系统的高压大容量化，输出多电平效果的电压，系统的谐波性能优异。
为什么采用直流输电
直流输电的优点：
1 直流输电不存在系统稳定的问题。
通过直流输电线连接两端的交流系统，两个交流系统之间不需要保持同步运行。
输电距离和容量不受两端交流系统同步稳定性限制，所以它可以极大的提高交流系统的稳定性。
2 线路造价和功率损耗都比较小，线路越长，经济性越好。
3 直流线路的输送功率容易调节和控制，直流输电系统的短路电流小。
4 在稳态运行时没有电容电流，线路部分不需要无功功率补偿装置，且较长的海底交流电缆难以实现，直流电缆就比较容易。
5 在导线几何尺寸和电压水平相当的情况下，电晕干扰和通信干扰较小。
直流输电的缺点
1 换流器价格昂贵，在工作时会消耗无功功率和产生谐波，因此需装设无功功率补偿装置，增加了投资。
2 目前尚无适用的直流高压断路器，只是因为直流无过零点，熄弧困难
3 以大地作为回路，会引起沿途金属构件的腐蚀
直流输电的主要用途
1 远距离大功率输电
2 交流系统之间的互联
3 海底电缆输电
4 使用地下电缆向城市输电
5 作为限制短路电流的措施。
柔性直流的概念
柔性直流的概念柔性直流（Flexible DC）是一种新兴的电力传输和配电技术，它结合了直流和柔性输电技术，能够提供可持续和高效的电能传输和分配方案。
与传统的交流输电系统相比，柔性直流系统具有更高的效率、更小的传输损耗和更好的电力质量。
本文将从柔性直流的概念、优点、应用领域和前景等方面进行详细阐述。
首先，柔性直流是指通过直流电流进行电力传输和分配的技术。
传统的电力系统主要采用交流输电，但随着新能源的大规模接入和电力负荷的变动，交流输电系统存在一些不足之处。
柔性直流系统引入了大功率电电子设备（如换流器和变频器）来控制直流电流的传输和分配，从而实现了直流电流的高效、快速和可控。
这种电力传输方式具有很好的适应性，可以适应不同的电力系统结构和电能传输需求。
其次，柔性直流系统具有多方面的优点。
首先，柔性直流系统的电力传输效率更高。
由于直流电流不会产生电磁感应现象，因此柔性直流系统的传输损耗更小。
此外，柔性直流系统可以实现电流的可控分配，可以根据实际需求对电力进行精确调节，进一步提高电力传输的效率。
其次，柔性直流系统的电力质量更好。
直流电流不会因为电压波动而产生谐波和电压暂变，因此柔性直流系统的电力质量更稳定，更适合供电敏感的设备和系统。
此外，柔性直流系统还可以提供灵活的电能调度和电能储存功能，并可以与多种新能源设备（如太阳能和风能）进行有效地整合，从而提高电力系统的可靠性和可持续性。
柔性直流系统在多个领域具有广泛的应用前景。
首先，在新能源领域，柔性直流系统可以实现新能源的高效接入和平稳供电。
由于新能源具有波动性和不稳定性，传统的交流输电系统无法满足其接入需求。
而柔性直流系统可以实现对新能源的精确控制和管理，从而实现可持续的电能利用。
其次，在电力配电和微电网领域，柔性直流系统可以实现可靠的分布式发电和电能分配。
由于柔性直流系统可以实现高效的电能调度和电能储存，因此可以实现个体用电设备之间的灵活供能和能量交换。
低压直流供电与柔性直流输电及超高压直流输电
低压直流供电与柔性直流输电及超高压直流输电发布时间：2021-11-03T07:42:30.328Z 来源：《工程建设标准化》2021年8月第15期作者：任晓川[导读] 近年来，我国社会经济以及科学技术水平得到了有效提升任晓川山西晋中供电公司变电运维室山西晋中 030600摘要：近年来，我国社会经济以及科学技术水平得到了有效提升，同时人们的生活水平也在不断的提高，人们对于高品质生活也有了新的追求，不同类型的用电设备能够为人们提供一定的便利，这样一来也提升了对于供电系统的技术要求。
本文综合分析了不同类型的输电方式，包括低压直流供电、柔性直流输电以及超高压直流输电，深入探讨了各种输电方式的结构以及相应的维护控制方法，进而提出自己的建议与看法，希望能够为相关电力事业的发展做出一定的贡献。
关键词：低压直流供电；柔性直流供电；超高压直流输电1.学习直流电路的重要性直流电路，是电类专业的非常重要的专业基础课程学习内容，教师学习和探讨的深度关系到学生专业课程的学习探讨的深度，学生学习的探讨的深度关系到学生未来的发展，也关系到学生职业的发展。
直流电路部分的学习，为学生后续的电子技术基础、电机学、电力拖动、电气自动控制、PLC、检测、电气设备、电力系统分析、供用电系统、供用电设备、继电保护、高电压技术、等等课程的学习至关重要。
特别是在电力系统中控制和保护二次回路以及其他电气二次控制几乎采用直流电源。
随着电力系统的发展，随着新能源的发展，输电系统采用“柔性直流输电”和超高压直流输电越来越多，这就要求我们要相当重视这一方面的研究。
2 低压直流在电子领域的应用直流广泛用于电子电路、计算机等电路。
电子电路、通信电路、计算机电路等所用直流一般是几伏或几十伏。
如直流在晶体管放大电路中它主要作为集电极和基极的工作电源。
机床控制电路也广泛应用直流。
直流电的基础知识是电气类专业和机电类专业的学生学习专业课的基础。
教学中重视直流电教学是提高教学质量和学生质量的关键。
柔性直流输电技术的现状及应用前景分析
柔性直流输电技术的现状及应用前景分析摘要：性直流输电技术发展至今已经逐步走向成熟，尤其是在欧美地区，已经建成了数十条不同技术路线的柔性直流输电工程，积累了大量的工程经验。
而在我国，该技术多年来一直处于理论研究阶段，最近几年才刚刚开始大量兴建示范工程。
关键词：柔性直流输电技术，应用前景前言：为给我国柔性直流技术的普及和工程应用提供参考，总结了国内外柔性直流输电的典型工程及技术应用现状。
梳理了柔性直流输电的原理、结构和技术特点，系统总结了该技术的演化发展和工程应用经验，分析了柔性直流特有的独立控制有功无功功率，无换相失败问题等优点，提出了受电压源型换流器元件制造水平及其拓扑结构的限制导致柔性直流输送容量小、成本高、故障承受能力较弱等问题。
一、柔性直流输电技术及发展20世纪90年代后期，以ABB、Siemens为代表的跨国企业研究并发展了柔性直流输电技术，并在多个领域得到了广泛应用。
最早的柔性直流输电采用2电平拓扑，通过脉宽调制的方式进行换流，靠并联在极线两端的电容器稳定电压和滤波，这种方式的优点在于电路结构简单，电容器少，缺点在于若开关频率较低则输出波形畸变较大，而开关频率较高则换流器损耗较大。
另外2电平换流器为提高容量需采用大量IGBT器件直接串联，必须配置均压电路以保证每个开关器件承受相同电压，开关触发的同步性也是个难题。
ABB公司开发的集成型的IGBT器件，能够一定程度上解决同步触发问题，但是只有ABB自身掌握该技术，造价昂贵，应用也不是很普及。
之后还出现过3电平的换流器结构，但也与2电平结构存在类似问题，没有得到广泛应用。
白2000年以来，Si锄ens公司开发出模块化多电平柔性直流输电技术，通过将原并联在极线两端的电容器分解到每个IGBT子模块和子模块的级联来解决电压的问题。
其中每个子模块由2个(或多个)IGBT开关器件、直流电容等元件构成。
通过子模块之间的串联，来提高每个桥臂的电压耐受水平，同时可通过器件(或桥臂)的并联来提高换流器的容量，具有较好的扩展性。
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是一种新兴的输电方式，它采用特殊的电力电子装置，可以将不同方向的电流转化为直流电流，通过高压直流输电线路进行远距离传输。
相比传统的交流输电技术，柔性直流输电技术具有更高的输电效率、更小的线路损耗以及更好的灵活性和稳定性。
随着能源消费大规模向电力消费的转变，柔性直流输电技术成为了当前电力系统中的一个热点话题。
本文将对柔性直流输电技术的应用进行探究，分析其特点、优势以及在电力系统中的应用前景。
一、柔性直流输电技术的特点1. 高效性柔性直流输电技术可以实现直流电流的双向传输，同时可以按需进行功率调节，因此具有更高的输电效率和更小的线路损耗。
2. 灵活性柔性直流输电技术具有较强的灵活性，可以根据系统负荷的变化进行调节，实现快速的电力传输和分配。
这种灵活性可以更好地适应电力系统的需求变化，提高了系统的稳定性和可靠性。
3. 可控性柔性直流输电技术采用先进的电力电子装置，可以对电流、电压和功率进行精确控制，保证输电系统的安全稳定运行。
1. 远距离输电柔性直流输电技术可以实现远距离的电力传输，特别适用于跨国、跨区域的大容量电力输送。
2. 城市供电3. 可再生能源接入柔性直流输电技术可以实现可再生能源电力接入电网，解决可再生能源发电波动性大的问题，提高电网的可持续性。
4. 电网升级改造柔性直流输电技术可以有效实现电网的升级改造，提高电网的负载能力和运行稳定性，提高电网的供电质量。
1. 北极地区柔性直流输电在北极地区，由于冰川融化，能源开发与供给成为了一大难题。
柔性直流输电技术被成功应用于该地区，实现了远距离的电力传输，解决了能源供给问题。
2. 风力发电接入电网在一些发达国家，风力发电已经成为主要的清洁能源之一，柔性直流输电技术被应用于将分散的风力发电接入电网，解决了风力发电不稳定的问题。
随着能源结构调整和清洁能源的大规模开发利用，柔性直流输电技术将会成为未来电力系统的重要组成部分。
高压直流输电与柔性交流输电课件
应用场景比较
高压直流输电和柔性交流输电在不同应用场景中各有优势。
高压直流输电适用于远距离大容量电力输送、电网互联、城市供电等场景，能够 提高电网的稳定性和可靠性。而柔性交流输电适用于分布式电源接入、可再生能 源并网、城市配电网改造等场景，能够提高电网的灵活性和可调度性。
优缺点比较
高压直流输电和柔性交流输电各有优缺点，适用场景不同。
05
实际案例分析
高压直流输电典型案例
案例一
苏格兰到英格兰的HVDC 输电项目
案例二
魁北克到纽约的HVDC输 电项目
案例三
巴西的伊泰普水电站 HVDC输电项目
柔性交流输电典型案例
案例一
上海南汇风电场的柔性交流输电系统
案例二
丹麦的哥本哈根电网的FACTS应用
案例三
美国加州的San Gorgonio风电场的柔性交流输电 系统
案例对比分析
1 2
技术经济性分析
投资成本、运行维护费用、可靠性等方面的比较
环境和社会影响比较
对环境的影响、对当地经济的影响等方面的比较
3
未来发展趋势和前景展望
高压直流输电与柔性交流输电在未来电网发展中 的地位和作用
THANK YOU
高压直流输电与柔性交流输电课 件
• 高压直流输电技术介绍 • 柔性交流输电技术介绍 • 高压直流输电与柔性交流输电的比
较 • 高压直流输电与柔性交流输电的未
来发展 • 实际案例分析
01
高压直流输电技术介绍
高压直流输电的定义与特点
总结词
高压直流输电是一种利用直流电进行大容量、远距离电力传输的技术，具有输送容量大、损耗小、稳定性高等特 点。
高压直流输电具有输送功率大、控制性能好、受干扰影响小等优点，但设备成本高、损耗较大。而柔性交流输电具有响应速 度快、调节范围广、可实现快速控制等优点，但设备成本较高、对电能质量有一定影响。在实际应用中，应根据具体需求和 场景选择合适的输电方式。
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柔性直流输电与高压直
流输电的优缺点
Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
柔性直流输电
一、常规直流输电技术
1. 常规直流输电系统换流站的主要设备。
常规直流输电系统换流站的主要设备一般包括：三相桥式电路、整流变压器、交流滤波器、直流平波电抗器和控制保护以及辅助系统(水冷系统、站用电系统)等。
2. 常规直流输电技术的优点。
1）直流输送容量大，输送的电压高，最高已达到800kV，输送的电流大，最大电流已达到4 500A；所用单个晶闸管的耐受电压高，电流大。
2）光触发晶闸管直流输电，抗干扰性好。
大电网之间通过直流输电互联（背靠背方式），换流阀损耗较小，输电运行的稳定性和可靠性高。
3）常规直流输电技术可将环流器进行闭锁，以消除直流侧电流故障。
3. 常规直流电路技术的缺点。
常规直流输电由于采用大功率晶闸管，主要有如下缺点。
1）只能工作在有源逆变状态，不能接入无源系统。
2）对交流系统的强度较为敏感，一旦交流系统发生干扰，容易换相失败。
3）无功消耗大。
输出电压、输出电流谐波含量高，需要安装滤波装置来消除谐波。
二、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。
三、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。
2）柔性直流输电系统中的换流阀采用了IGBT器件，可实现很高的开关速度，在触发控制上采用PWM技术，开关频率相对较高，换流站的输出电压谐波量较小，主要包含高次谐波。
故相对于常规直流输电，柔性直流输电换流站安装的滤波装置的容量大大减小。
3）常规直流输电通过换流变压器连接交流电网，而柔性直流输电是串联电抗器加变压器，常规直流输电以平波电抗器和直流滤波器来平稳电流，而柔性直流输电则采用直流电容器。
3. 换流站控制方式的对比。
1）常规直流输电系统的换流站之间必须进行通信，以传递系统参数并进行适当的控制，而柔性直流输电系统中各换流站之间的通信不是必需的。
2）功率反向输送能力的对比。
柔性直流输电系统在潮流反转时，只需改变电流方向，而直流电压极性不变，功率反向时系统不停运，这使得柔性直流输电系统改变功率方向时，两端换流站的控制策略不变，更不需要投切交流滤波器或闭锁换流器。
而常规直流输电改变功率方向时需要改变电压极性，而直流电流极性不变，功率反向时，换流站需退出运行，改变控制策略，并且需要对滤波器和无功补偿设备的投切情况进行实时判断。
3）对交流网络的依耐性方面的对比。
柔性直流输电不需要依靠交流系统的能力来维持电压和频率稳定，无需无功补偿，换流器自身可提供无功功率。
而常规直流输电要求受端交流系统具有足够的短路容量，需要外加的换相容量，不能向无源或弱网络送电。
4）有功和无功功率控制方面的对比。
柔性直流输电的有功、无功可以独立控制。
常规直流输电的有功、无功不能独立控制，调节无功需要特殊装置和额外费用，需交流系统或增加无功补偿设备提供换流站消耗的无功功率。
5）电压控制方面的对比。
柔性直流输电本身可以起到STATCOM的作用，稳定交流母线电压，而常规直流输电需要借助无功补偿设备稳定交流母线电压。
6）黑启动能力方面的对比。
柔性直流输电有黑启动能力。
即当一端交流系统发生电压崩溃或停电时，瞬间启动自身的参考电压，向切除电源的交流系统供电，相当于备用发电机，随时向瘫痪的电网供电。
而常规直流输电无黑启动能力。
经过常规直流输电与柔性直流输电的比对发现，随着直流输电技术的飞速发展，以及节能和绿色能源的要求，尤其在可再生能源发电并网和孤岛供电方面，未来以IGBT为代表的柔性直流输电必将成为市场的主流，柔性直流输电尤其是基于电压源型换流器的直流输电将会快速发展，与常规直流输电并存，甚至超过后者。
四.运行方式
实现柔性直流输电系统的３种运行方式：
１）运行方式１
只有直流线路的运行方式。
送端换流站有功类控制器选择频率控制，无功类控制器选择交流电压控制；受端换流站有功类控制器选择直流电压控制，无功类控制器选择交流电压控制或无功功率控制，并且交流电压控制和无功功率控制可以手动切换。
２）运行方式２
交直流并联的运行方式。
送端换流站有功类控制器选择有功功率控制，无功类控制器选择交流电压控制或无功功率控制；受端换流站有功类控制器选择直流电压控制，无功类控制器选择交流电压控制或无功功率控制。
２个站的交流电压控制和无功功率控制均可手动切换。
３）运行方式３
ＳＴＡＴＣＯＭ运行方式。
２个换流站的直流连接断开，可以分别作为２个独立的ＳＴＡＴＣＯＭ运行。
有功类控制器选择直流电压控制，无功类控制器选择交流电压控制或无功功率控制。
交流电压控制和无功功率控制可以手动切换。