4 柔性直流输电
4.1 柔性直流输电技术的特点
柔性直流输电是以全控型电力电子器件、电压源换流器和新型调制技术为突出标志的新一代直流输电技术，具有无需无功补偿和电网支撑换相、占地面积和环境影响小等特点。
从技术上来说，柔性直流输电是以电压源换流器为核心的新一代直流输电技术，其采用最先进的电压源型换流器和全控器件，是常规直流输电技术的换代升级。相比于交流输电和常规直流输电，在传输能量的同时，还能灵活地调节与之相连的交流系统电压。具有可控性较好、运行方式灵活、适用场合多等显著优点。
柔性直流输电系统适用于可再生能源发电并网、孤岛和城市供电等方面，特别是在风力发电并网方面，柔性直流输电系统的综合优势最为明显。
柔性直流输电技术在提高电力系统稳定性，增加系统动态无功支撑，改善电能质量，解决非线性负荷、冲击性负荷和三相不平衡等产生的问题，保障敏感设备供电等方面也都具有较强的技术优势。
4.2 柔性直流输电技术的优势
与传统直流输电相比，柔性直流输电的优势主要体现在孤岛供电、有功功率与无功功率控制等方面。如在孤岛供电中，常规直流要求在岛上具备发电机组之类的电源点，而柔性直流只需设备启动的电源。将有功功率和无功功率比作淋浴房中的热水管和冷水管，常规直流只能控制热水管，而柔性直流可以灵活调解冷水和热水的流向、水量、比例等。与交流输电相比，柔性直流输电的优势主要体现在长距离输电、新能源消纳、成本控制等方面。如在长距离电缆输电中，交流电缆越长，电能损耗越高，输送的有效电能越少，就像烧好的开水沿着管子往外送，管子越长，水温越低，末端用户就可能用不上热水；柔性直流这相当于一根保温管，直到末端用户，水温都是恒定的。
更为重要的是，柔性直流输电可传输来自多个站点的风能、太阳能等清洁能源，通过大容量、长距离的电力传输通道，到达多个城市的负荷中心，为新能源并网、大城市供电等领域提供； 一种有效的解决方案。
第 11 页 共 14 页
4.3 柔性直流输电技术开发的作用和意义
柔性直流输电是构建智能化电网的重要装备，对于坚强智能电网的建设和电网的经济、安全、可靠运行，有着显著的促进作用，是改变大电网发展格局的战略选择。
4.4 柔性直流输电典型应用领域
① 风电场并网；② 多端直流互联；③ 太阳能发电并网；④ 海上钻井平台/孤岛供电；⑤ 特大城市供电；⑥ 电网互联
4.5 柔性直流输电国内外发展现状
柔性直流输电技术是当今世界上电力电子应用技术的制高点； 目前国际上还只有ABB一家公司有商业运行的柔性直流输电工程；
我国在柔性直流输电技术研究方面的起步相对较晚，与国际先进水平相比具有一定的差距；
但由于柔性直流输电本身具有的巨大优势，国内多个科研机构和高校都积极开展了柔性直流输电的相关研究工作，取得了显著的成果。
2011年7月25日，我国自主研发的首个柔性直流输电(上海南汇风电场)工程正式投入运行，该工程额定电压为±30KV，额定电流为300A，采用模块化多电平换流器拓扑。
4.6 国外对柔性直流输电的规划
美、英、德3国都规划在2024年前建设50条左右的柔性直流输电线路。随着可断
器件、直流电网制造水平的不断提高，柔性直流输电将会成为直流电网中最主要的输电方式。据有关数据显示，随着新能源的快速发展，柔性直流输电技术的市场需求将更加强劲，未来10年内，世界范围内的柔性直流输电市场规模将在1000亿元以上。然而，柔性直流输电还将面临如何实现高电压、大功率、架空线路使用、混合结构直流输电等方面的挑战。
第 12 页 共 14 页
4.7 柔性直流输电对可再生能源发展的意义
从柔性直流输电技术本身来说，它能够给风电场提供良好的动态无功支撑，避免风电场的无功补偿设备投资，同时提供优异的并网性能，防止风电场的电压波动对交流系统的影响，并同时改善风电场对系统波动的抗干扰能力。由于能够提供电压支撑作用，它还能大幅度提升风电场在交流系统发生故障情况下的低电压穿越能力，另外，由于柔性直流输电不受距离限制，因此也是国外大型远距离海上风电场并网的唯一选择。基于以上显著优势，柔性直流输电目前已成为国际上公认的风电场并网的最佳技术方案。
目前柔性直流输电换流站的单位成本大约为常规直流输电的1.5倍左右，但是随着技术的改进以及工程的大量应用，其造价也在逐渐降低。尤其是当传输距离较长时，使用柔性直流输电方案与交流输电相比其技术经济性就更为优越。因此在我国风电场(尤其是海上风电场)大规模开发利用越来越多的情况下，柔性直流输电技术的大规模推广应用，对于满足我国清洁高效的能源利用的需要，有着显著的意义。
4.8 柔性直流输电不同等级的经济比较
柔性直流输电技术是智能电网发展具有代表性的关键技术之一。
针对陆上输电系统采用柔性直流输电时的经济性进行了详细分析。考虑相同的输送容量在柔性直流输电电压区间(-12^P，12^P)内，选取2种电压等级下的换流站造价、电缆造价、传输损耗和运行成本等经济性指标进行了比较，得出以下结论。 1、几百兆瓦及以下的柔性直流输电工程，电压等级水平在几十千伏到几百千伏之间。 2、工程电压等级越高，换流站造价越高。
3、工程电压等级越高，电缆所消耗的原材料越少，电缆造价越小。
4、考虑换流站、电缆和其他因素，工程电压等级越高，柔性直流输电的总工程造价越小。
5、工程电压等级越高，运行维护费用和传送费用越小。
从长远看，随着柔性直流输电技术的成熟，已经换流站等设备的造价进一步降低，柔性直流输电系统运行的经济性将会更好，综合优势更加明显，从而更具有推广应用价值。
第 13 页 共 14 页
5 总结
电力是我们生活、工作中最重要的能源，虽然随着电力电子技术的进步，各种输电系统能缓解一定的供电压力，但这不是从根本上解决问题，因为人口的增长，社会的发展也会跟随着增大供电的压力。虽然论文是围绕着“直流输电技术的发展及其在我国电网中的作用”来展开，但个人认为，我们更应该思考如何节约电能，以最小的能源，环境代价满足经济社会发展的需求。电力浪费，成为电能消耗的一个巨大黑洞。 因此建议供电部门应该加强用电需求侧管理，积极引导社会科学用电、节约用电，提高社会各界开展需求侧管理的积极性和实施效果。同时根据电力电量平衡结果，制订科学合理的错峰方案，切实保障社会正常供用电秩序，和加快电价改革与灵活开展错峰置换、峰谷置换等多种形式的电力交易，实现相互调剂支援。
需求侧管理在有效缓解电力供需矛盾、提高用电效率以及促进节能减排等方面能发挥着重要作用。所以，我们可以通过加强用电管理，采取技术上可行、经济上合理的节电措施，以达到减少电能的直接和间接损耗，提高能源效率和保护环境目的。在发展电力电子技术的同时，也应该注重意识到节约电能的重要性及如何科学的使用电力能源,更加爱护我们人类依赖生存的家园。
第 14 页 共 14 页
直流输电技术在我国电网中的作用
