文 献 综 述
柔性直流输电, 即基于电压源换流器(VSC) 的高压直流输电(VSC-HVDC) 技术, 是采用PWM技术和可控关断型电力电子器件的新型输电技术。
殷自力, 梁海峰, 李庚银, 周明, 赵成勇[1]认为，由于VSC 的电流自关断能力, 使得柔性直流输电最显著的特点就是可以工作在无源逆变方式, 不需要外加换相电压, 受端系统可以是无源网络, 克服了传统的HVDC 受端必须是有源网络的缺陷, 使利用HVDC 为远距离的孤立负荷送电成为可能。因此，柔性直流输电作为一种新型输电方式, 它区别于传统直流输电技术的独特优点吸引着国内外专家和学者对其进行研究。
李庚银, 吕鹏飞, 李广凯, 周明[2]提出，自1954 年世界上第1条高压直流输电(HVDC)联络线投入商业运行以来, HVDC作为一项日趋成熟的技术在远距离大功率输电、海底电缆送电、两个交流系统之间的非同步联络等方面得到了广泛应用。然而,由于技术和经济的原因, HVDC在近距离小容量的输电场合却难以应用。随着电力半导体技术尤其是绝缘栅双极晶体管(IGBT)的快速发展,促进了HVDC的轻型化。现在,以电压源换流器(VSC)和IGBT为基础的轻型高压直流输电(HVDC light) , 把HVDC的容量延伸到了只有几MW到几十MW[1-2]。这种小功率的轻型HVDC系统有很好的应用前景。
轻型HVDC除具有常规HVDC的优点外,还可直接向小型孤立的远距离负荷供电,更经济地向市中心送电,方便地连接分散电源,运行控制方式灵活多变,可减少输电线路电压降落和电压闪变,从而进一步提高电能质量。
MMC-HVDC，即模块化多电平换流器型直流输电，这一技术首先由西门子公司提出，徐政，屠卿瑞，裘鹏认为[3]，其可以采用三绕组变压器的第３个绕组将交流系统电压引入后为辅助装置和控制保护系统等进行供电。另外，可以在变压器的二次侧加装交流断路器来清除永久性直流故障下的电流。系统启动用的充电电阻安装在变压器二次侧，它在正常运行时被旁路以便减小损耗。与两电平或三电平VSC-HVDC相比较，MMC-HVDC有较多优势
袁旭峰，程时杰[4]认为MTDC 输电系统是指含有多个整流站或多个逆变站的直流输电系统。其最显著的特点在于能够实现多电源供电、多落点受电, 提供一种更为灵活、快捷的输电方式。MTDC输电系统主要应用于:由多个能源基地输送电能到远方的多个负荷中心;不能使用架空线路走廊的大城市或工业中心;直流输电线路中间分支接入负荷或电源;几个孤立的交流系统之间利用直流输电线路实现电网的非同期联络等。
而传统的HVDC输电系统换流器存在以下缺点: 1)由于根据电网换流, 故只能工作在有源逆变状态, 不能接入无源系统。而且它对交流系统的强度较为敏感, 一旦交流系统发生干扰, 就容易换相失败。2)无功消耗大, 虽然可以通过改变触发角或熄弧角实现对无功功率的控制, 但对无功功率的控制不能独立于对有功功率的控制。这导致系统电压不稳定, 使对电力系统的动态控制相当困难。3)谐波含量高, 输出电压和电流的波形均存在很大的谐波分量, 需要在换流站安装各种等级的滤波装置来滤除谐波, 增加了成本。这些缺点是由于晶闸管自身的内在缺陷所致,难以克服。与之相反, 由全控型开关器件构成的VSC-HVDC则可克服上述缺陷。
文献[5]提出了输电技术的发展经历了从直流到交流，再到交直流共存的技术演变。随着电力电子技术的进步，柔性直流，即VSC-HVDC作为新一代直流输电技术，可使当前交直流输电技术面临的诸多问题迎刃而解，为输电方式变革和构建未来电网提供了崭新的解决方案。
柔性直流控制保护系统是系统能够正常运行的核心，用于实现系统正常运行的控制功能和故障下的保护功能。控制保护系统包括换流站级控制保护系统和换流阀级控制保护系统。但与常规直流输电不同的是，柔性直流输电中的阀级控制保护系统更为复杂，因此需要采用更科学的保护方法。由于柔性直流输电系统切除直流侧故障时比较困难，因此已建成的柔性直流工程线路大多数采用直流电缆以降低故障率。鉴于柔性直流输电技术特点，由其构成的系统可广泛应用于可再生能源接入、孤岛供电、城市供电、电网互联等领域。
