基于电压源换流器的高压直流输电技术研究综述_徐忻

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ

．ｉｓｓｎ．１００７－２９０Ｘ．２０１２．０５．００２收稿日期：２０１２－０２－

１４基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１１４７００６

）基于电压源换流器的高压直流输电技术研究综述

徐忻１，胡靖２，石辉３，张勇军４

（１．云南电网公司红河供电局，云南红河６６１１００；２．湖北电网公司武汉供电局，湖北武汉４３００１３；３．湖南省电力公司调度通信局，湖南长沙４１０００７；４．华南理工大学电力学院，广东广州５１０６４０

）摘要：为了促进基于电压源换流器的高压直流输电（ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ－ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｄｉｒｅｃｔ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｍｉｓ－ｓｉｏｎ，ＶＳＣ－ＨＶＤＣ）这种新型直流输电技术在电力系统中的应用和发展，介绍了ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的系统结构和基本原理，总结了其基本控制方式和技术特点，指出了该技术的应用研究现状、当前存在的问题以及今后的研究方向。ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的特点证明，该技术在风电、输配电领域具有广阔的发展前景。关键词：电压源换流器；高压直流输电；控制方式

中图分类号：ＴＭ７２１．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７－２９０Ｘ（２０１２）０５－０００６－

０５Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｈｉｇｈ　Ｖｏｌｔａｇｅ　ＤＣ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　

Ｂａｓｅｄ　ｏｎＶｏｌｔａｇ

ｅ　Ｓｏｕｒｃｅ　ＣｏｎｖｅｒｔｅｒＸＵ　Ｘｉｎ１，ＨＵ　Ｊｉｎｇ２，ＳＨＩ　Ｈｕｉ　３，ＺＨＡＮＧ　Ｙｏｎｇｊ

ｕｎ４

（１．Ｈｏｎｇｈｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　

Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｙｕｎｎａｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｒｉｄ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈｏｎｇｈｅ，Ｙｕｎｎａｎ６６１１００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｗｕｈａｎ　ＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｈｕｂｅｉ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｒｉｄ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ　４３００１３，Ｃｈｉｎａ；３．Ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆＨｕｎａｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｒｉｄ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ４１０００７，Ｃｈｉｎａ；４．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ，Ｓｏｕｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　

５１０６４０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ＤＣ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ（ＶＳＣ－ＨＶＤＣ）ｉｎ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ＶＳＣ－ＨＶＤＣ　ａｎｄ　ｓｕｍ－ｍａｒｉｚｅｓ　ｉｔｓ　ｂａｓｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｏｄｅ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｉｔ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｕｔ　ｓｔａｔｕｓ　ｑｕｏ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｏｒｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ．Ｉｎ　ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ＶＳＣ－ＨＶＤＣ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｗｉｄｅｌｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｉｎ　ｗｉｎｄ　ｐｏｗｅｒ，ｐｏｗｅｒ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｋｅｙ　

ｗｏｒｄｓ：ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ＤＣ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｏｄｅ 输电技术的发展经历了一个直流、交流、直流

加交流的过程。交流输电曾在很长一段时间内主导了输电方式，但由于其稳定性和输电容量的限制，人们开始寻找新的更大容量、更高效率的输电方式。在这种情况下，基于电流源换流器的高压直流输电（ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ－ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇ

ｅ　ｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＣＳＣ－ＨＶＤＣ）开始进入实用［１－２

］，并在大容量输电、抑制低频振荡和系统互联中起着

重要作用。但在应用中，ＣＳＣ－ＨＶ

ＤＣ也逐渐暴露出其固有缺陷，如：不能向无源系统供电；在向短路

容量不足的系统供电时易发生换相失败；换流器本身为谐波源，需要配置专门的滤波装置，增加了设备投资和占地面积；在运行过程中吸收较多的无功功率。在克服这些缺点并利用ＣＳＣ－ＨＶ

ＤＣ的优点的过程中，出现了基于电压源换流器的高压直流输电（ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ－ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇ

ｅ　ｄｉｒｅｃｔ　ｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＶＳＣ－ＨＶ

ＤＣ）这种新型直流输电方式。１　ＶＳＣ－ＨＶＤＣ系统的结构和基本原理

ＶＳＣ－ＨＶＤＣ系统单线原理如图１所示。

　第２５卷第５期广东电力

Ｖｏｌ．２５　

Ｎｏ．５ ２０１２年５月ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　Ｍａｙ　

２０１２　

图１　ＶＳＣ－ＨＶＤＣ系统单线原理图

从图１可知，两端换流站均为电压源换流器

（ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＶＳＣ）结构，它由换流

器、换流变压器、换流电抗器、直流电容器和交流

滤波器等组成［３］。

与ＣＳＣ－ＨＶＤＣ不同，ＶＳＣ－ＨＶＤＣ是一种以

可控关断器件和脉宽调制（ｐｕｌｓｅ　ｗｉｄｔｈ　ｍｏｄｕｌａ－

ｔｉｏｎ，ＰＷＭ）技术为基础的新型直流输电技术。这

种输电技术能够瞬时实现有功功率和无功功率的独

立解耦控制，能向无源网络供电，换流站间无需通

信，且易构成多端直流系统。另外，该输电技术能

同时向系统提供有功功率和无功功率的紧急支援，

在提高系统的稳定性和输电能力等方面具有优势。

ＶＳＣ单相示意图如图２所示，ＶＳＣ正弦脉宽调制原理及输出波形如图３所示。

Ｕｄ—直流电压；Ｕｃ—换流器输出电压；Ｕｓ—交流母线电压。

图２　ＶＳＣ单相示意图

由调制波与三角载波比较产生的触发脉冲使ＶＳＣ上、下桥臂高频开通和关断，Ｕｃ在＋Ｕｄ和－Ｕｄ之间快速切换，Ｕｃ再经过电抗器滤波后成为Ｕｓ。进一步分析可知，假设换流电抗器无损耗且忽略谐波分量时，换流器和交流电网之间传输的有功功率Ｐ及无功功率Ｑ分别为：

Ｐ＝（ＵｓＵｃ／Ｘ１）ｓｉｎδ；（１）Ｑ＝Ｕｓ（Ｕｓ－Ｕｃｃｏｓδ）／Ｘ１．（２）式中：δ为Ｕｃ和Ｕｓ之间的相位差；Ｘ１为换流电抗器的电抗。

由式（１）、（２）可得换流器稳态运行基波相量图（如图４所示）。从图４可知，有功功率的传输主要

图３　ＶＳＣ正弦脉宽调制原理及输出波形

取决于δ，无功功率的传输主要取决于Ｕｃ。因此，通过控制δ就可以控制直流电流的方向及输送有功功率的大小，通过控制Ｕｃ就可以控制ＶＳＣ发出或者吸收的无功功率。从系统角度来看，ＶＳＣ可视为一个无转动惯量的电动机或发电机，几乎可以瞬时实现有功功率和无功功率的独立调节，实现四象限运行。

图４　ＶＳＣ－ＨＶＤＣ换流器稳态运行基波相量图

２　ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的基本控制方式和特点

２．１　ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的基本控制方式

ＶＳＣ－ＨＶＤＣ基本控制方式可分为３类：第１种方式是定直流电压控制，控制直流母线电压和输

７

　第５期徐忻，等：基于电压源换流器的高压直流输电技术研究综述

送到交流侧的无功功率；第２种方式是定直流电流（功率）控制，控制直流电流（功率）和输送到交流侧的无功功率；第３种方式是定交流电压控制，控制交流电压。第１、２种方式适用于与有源交流网络相联的情况；第３种方式适用于对无源网络供电的情况，如向城市电网或向边远地区供电。针对不同系统情况可以用不同的控制方式组合来满足要求，与只能向有源网络供电的ＣＳＣ－ＨＶＤＣ相比较，ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的应用范围大大拓宽了。

２．２　ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的技术特点

ＶＳＣ－ＨＶＤＣ采用可控关断型电力电子器件和ＰＷＭ，较之传统直流输电，其具有如下特点：ａ）ＶＳＣ－ＨＶＤＣ电流能够自关断，可以工作在无源逆变方式下，所以不需要外加的换相电压，受端系统可以是无源网络，克服了传统直流输电（ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｄｉｒｅｃｔ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＨＶＤＣ）受端必须是有源网络的缺陷，可利用ＨＶＤＣ为远距离的孤立负荷送电。

ｂ）正常运行时，ＶＳＣ－ＨＶＤＣ可以同时且独立地控制有功功率和无功功率，控制方式更加灵活方便。而传统ＨＶＤＣ中的控制量只有触发角，不能单独控制有功功率或无功功率。

ｃ）ＶＳＣ－ＨＶＤＣ不需要交流侧提供无功功率，还能够起到静止同步补偿器（ｓｔａｔｉｃ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ，ＳＴＡＴＣＯＭ）的作用，动态补偿交流母线的无功功率，稳定交流母线电压。发生故障时，如果ＶＳＣ容量允许，ＶＳＣ－ＨＶＤＣ系统可向故障系统提供有功功率和无功功率紧急支援，既能提高系统的功角稳定性，又能提高系统的电压稳定性。

ｄ）ＶＳＣ－ＨＶＤＣ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，与传统ＨＶＤＣ恰好相反。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，克服了传统多端ＨＶＤＣ系统并联连接时潮流控制不便、串联连接时又影响可靠性的缺点。

ｅ）由于ＶＳＣ－ＨＶＤＣ交流侧电流可以被控制，所以不会增加系统的短路功率。因此，增加新的ＶＳＣ－ＨＶＤＣ线路后，交流系统的保护整定基本不需改变。

ｆ）ＶＳＣ通常采用ＰＷＭ技术，开关频率相对较高，经过高通滤波后就可得到所需交流电压，可

以不用变压器，从而简化了换流站的结构，也大大减小了所需滤波装置的容量。

ｇ）模块化设计使ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的设计、生产、安装和调试周期大大缩短。同时，换流站的占地面积仅为同容量传统直流输电的２０％。

ｈ）换流站间的通信不是必需的，其控制结构易于实现无人值守。

ｉ）ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的电网故障后快速恢复控制能力良好。

３　ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的关键技术

３．１　主电路及其相关技术

换流器的主电路拓扑结构是ＶＳＣ－ＨＶＤＣ技术的一个重要方面，它与实际工程的容量和电压等级、绝缘栅双极型晶体管（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　ｇａｔｅ　ｂｉｐｏｌａｒｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＩＧＢＴ）串联数目、开关频率、损耗、开关调制方式和系统可控性等因素密切相关。在工业驱动领域中，为了提高换流装置的容量，通常采用的方法有桥臂器件的串并联、换流器的多重化技术以及目前广泛研究的多电平技术等。应用于ＶＳＣ－ＨＶＤＣ工程中的换流器拓扑结构具有以下几个突出特点：

ａ）拓扑结构简单，主要采用二电平结构和三电平结构，其提升电压等级是采用最直接的桥臂器件串联方式来实现；

ｂ）开关频率低，可控性好；

ｃ）换流器损耗小。

另外，主电路的开关调制方式直接关系到系统运行的可靠性、安全性、性能、损耗以及系统设计是否优化等诸多问题。在确定主电路拓扑结构的前提下，选择良好的调制方式能够降低换流器输出的谐波，减小交流滤波器容量，降低器件开关损耗，满足交流系统谐波方面的相应标准等。

３．２　控制系统设计

ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的控制策略主要有两类：一类是基于“电压幅值和相位控制”的间接电流控制策略［４－７］，另一类是基于同步旋转坐标系下的直接电流控制策略［８－１０］。直接电流控制策略通过电流反馈和电压前馈补偿等环节，直接控制流过换流电抗器和变压器的电流，具有动态响应快、能实现限流等良好的控制性能。直接电流控制系统主要由内环电流控制器、外环功率控制器、触发脉冲生成环

８广东电力第２５卷　

节、锁相同步和同步坐标变换等环节构成。对于外环功率控制器，其主要形式有无功功率控制器、有功功率控制器、直流电压控制器、交流电压控制器等，上述这些控制器也构成了ＶＳＣ－ＨＶＤＣ系统的基本控制方式。然而，对于ＶＳＣ－ＨＶＤＣ系统应用于不同的领域，如电网背靠背互联、大容量风电场接入、孤岛供电、多端直流输电并联运行、ＶＳＣ－ＨＶＤＣ与传统直流输电的混合运行、ＶＳＣ－ＨＶＤＣ与交流线路的混合并联运行等，其具体采用的控制方式也不尽相同。

３．３　保护系统设计

ＶＳＣ－ＨＶＤＣ系统的故障分析及其相关保护策略的研究是关系到系统安全可靠运行的关键问题之一。ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的保护系统在保证系统安全运行的前提下，应从相应的器件级、装置级和系统级保护角度来确定相应保护的实现方法和优先级别。

对于ＶＳＣ－ＨＶＤＣ系统中的大部分元件，保护要求与传统直流输电相同。ＶＳＣ站保护的目的是保护ＶＳＣ站免受来自外部故障或外部过电压的危害，并限制ＶＳＣ站内故障的危害。

如果外部暂态故障发生在交流电网中，ＶＳＣ－ＨＶＤＣ必须停止功率传输直至故障清除。外部暂态故障清除后，根据需要，ＶＳＣ－ＨＶＤＣ必须能够手动或自动重新启动，恢复输电。对于非永久性故障，ＶＳＣ－ＨＶＤＣ系统不应该跳闸，这也是针对风力发电保护的基本要求。

４　ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的应用研究现状

ＶＳＣ－ＨＶＤＣ作为一种新型的输电方式，可以大大扩宽直流输电的应用范围。现有应用实例主要是弱交流系统互联、边远地区供电以及系统的无功支持［１２－１３］。新型直流输电的其他应用研究还包括向无源网络供电，如城市、海岛等。考虑到城市的无源特性，采用ＶＳＣ－ＨＶＤＣ是一种很好的选择。文献［１４］将ＶＳＣ－ＨＶＤＣ应用于城市供电中，并通过仿真表明这种方式在中压和低压配电系统中可以进行稳态和动态电压控制，在向不对称负荷供电时也能提高电能质量。文献［１５］对两端均为有源网络的系统进行了仿真。

由于ＶＳＣ－ＨＶＤＣ具有高度可控性，可以在改善电力系统运行性能方面起到积极作用。通过

向系统提供同步和阻尼功率的方法，可以使系统在暂态过程后快速到达稳态。将电流源换流器（ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ＣＳＣ）和ＶＳＣ在直流侧串联，将ＶＳＣ作为一个有源滤波器来消除ＣＳＣ产生的谐波，用ＰＷＭ技术来控制故障发生后产生的过电流。特别值得引起重视的是，如果进行合理的控制，在交流侧不平衡的条件下ＶＳＣ－ＨＶＤＣ仍能获得良好的运行性能，而对于传统的ＨＶＤＣ，在这种条件下有换相失败的危险。在抑制电力系统中的次同步振荡方面新型直流输电也能起到有效的作用。由于ＶＳＣ－ＨＶＤＣ内在的电压支持能力，在背靠背的异步联接中能增加线路的传输能力。

５　存在问题及研究方向

ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的自身特点决定了适用于传统直流输电的控制方式不能直接用于ＶＳＣ－ＨＶＤＣ，所以如何把控制效果已在传统直流输电中得到了验证的控制规律合理地移植到ＶＳＣ－ＨＶＤＣ中，这是值得思考的问题。

除此以外，该技术在以下几个方面也值得进一步研究：

ａ）ＶＳＣ－ＨＶＤＣ与ＣＳＣ－ＨＶＤＣ相结合进行大容量远距离输电的技术问题。ＶＳＣ－ＨＶＤＣ是一种新型的高度可控的输电方式，如果其容量能满足大容量输电的需要，且其开关损耗能够减小到满足工程需要的程度，就能够应用于大容量输电工程。出于技术和经济方面的考虑，将ＣＳＣ－ＨＶＤＣ和ＶＳＣ－ＨＶＤＣ结合起来进行直流输电是一个有前景的选择。这样既可以利用传统直流输电现有的设备和丰富的运行经验，又可以利用新型直流输电在避免换相失败等方面的技术优势。

ｂ）ＶＳＣ－ＨＶＤＣ在风力发电中的应用。风力发电是当前已经投入实际运行的分布式发电形式。风力发电的出力受自然条件的制约，是一个随机波动过程，如果直接接入电网，其出力波动会对电网的稳定运行造成不利影响。将风力发电装置、储能装置（超导储能或飞轮储能装置）和ＶＳＣ－ＨＶＤＣ相结合，由ＶＳＣ－ＨＶＤＣ作为接口，通过对发电、储能进行协调控制，可以实现将风力发电平滑接入电网，消除其出力波动对电网的冲击。

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　第５期徐忻，等：基于电压源换流器的高压直流输电技术研究综述

ｃ）ＶＳＣ－ＨＶＤＣ技术在配电网中的应用。分布式电源灵活布置的特性可以作为城市变电站的备用电源，也能为变电站母线提供电压支持。在分布式电源灵活接入电网的过程中需要接口以实现可控和平滑地接入，新型直流输电技术的可控性能满足这一要求。

６　结束语

ＶＳＣ－ＨＶＤＣ作为一种新技术，其技术特性尚未被完全认识。随着电力市场化进程的进行，电力系统对运行灵活性和安全性的要求不断提高，而ＶＳＣ－ＨＶＤＣ因其高度可控的特性可在电力系统中发挥更大的作用。本文介绍了ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的系统结构和基本工作原理，总结了ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的基本控制方式、技术特点及关键技术，并对其应用研究现状进行了概括，也提出了目前ＶＳＣ－ＨＶＤＣ技术存在的问题和应当引起注意的一些研究方向，对值得进一步研究的问题进行了展望，以促进这种新技术在电力系统中的应用和发展。

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ＬＩ　Ｇｅｎｇｙｉｎ，Ｌ Ｐｅｎｇｆｅｉ，ＬＩ　Ｇｕａｎｇｋａｉ，ｅｔ　ａｌ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄ　Ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ　ｆｏｒ　ＨＶＤＣ　Ｌｉｇｈｔ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００３，２７（４）：７７－８１．

［１４］ＪＩＡＮＧ　Ｈｏｎｇｂｏ．Ｍｕｌｔｉ－ｔｅｒｍｉｎａｌ　ＨＶＤＣ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　ｉｎ　Ｕｒｂａｎ　Ａｒ－ｅａｓ　ｏｆ　Ｌａｒｇｅ　Ｃｉｔｉｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ．ｏｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｄｅｌｉｖｅｒｙ，１９９８，１３（４）：１２７８－１２８４．

［１５］张凯，李庚银，梁海峰，等．基于电压源换流器ＨＶＤＣ系统稳态控制及仿真［Ｊ］．电力系统自动化设备，２００５，２５（３）：７９－８２．

ＺＨＡＮＧ　Ｋａｉ，ＬＩ　Ｇｅｎｇｙｉｎ，ＬＩＡＮＧ　ｈａｉｆｅｎｇ，ｅｔ　ａｌ．ＳｔｅａｄｙＳｔａｔｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｔｒａｔｅｇｙ　ａｎｄ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＶＳＣ－ＨＶＤＣ［Ｊ］．Ｅ－ｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，２００５，２５（３）：７９－８２．

作者简介：徐忻（１９８６），男，贵州六盘水人。工学学士，主要从事电力系统调度运行与分析工作。

（编辑　彭艳）

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１广东电力第２５卷　

柔性直流输电线路故障分析与保护综述 周森亮

柔性直流输电线路故障分析与保护综述周森亮 发表时间：2019-10-23T10:40:13.657Z 来源：《电力设备》2019年第10期作者：周森亮 [导读] 摘要：为应对不可再生能源不断减少的形势，世界各国制订了相应的政策，随着大功率全控型电力电子器件制造及控制技术的发展，推动了柔性直流输电工程的建设。 （国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司内蒙古赤峰 024000） 摘要：为应对不可再生能源不断减少的形势，世界各国制订了相应的政策，随着大功率全控型电力电子器件制造及控制技术的发展，推动了柔性直流输电工程的建设。基于柔性直流输电系统控制方式和拓扑结构的特殊性，在直流侧发生故障时，其故障电流上升速度极快且破坏性极强。针对柔性直流输电系统的故障类型和保护分区进行讨论，结合现阶段的故障隔离技术，介绍了直流断路器、换流器和交流断路器的应用状况。为快速隔离故障，详细介绍了柔性直流线路保护，并对柔性直流输电技术的发展趋势进行了展望。 关键词：柔性直流输电；故障类型；直流线路保护 引言 和传统基础电流源变换系统的直流输电系统相比，电压源变换系统的直流输电系统（ＶＳＣ－ＨＶＤＣ）属于一类低廉的输电方式。其能够切实弥补直流电力传输存在的问题，尤其在可再生能源发电并网、城市供电以及异步交流互联中适用。但因为拓扑结构与控制模式的特殊性，出现故障之后电流快速上升，非常容易对换流组件产生破坏，所以，直流线路故障保护的作用非常关键。 1柔性直流输电的系统 两端的换流站都是利用柔性直流输电，由换流电和换流变压设备，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。这主要是由于浮动数值和相位都可以利用脉宽调制技术来进行智能化调解。因此，VSC的交流输出电压基频分量的幅值及相位也可通过脉宽进行调节。 2柔性直流系统的故障类型 以目前正在建设的张北柔性直流电网为例，该工程采用架空输电线路，与直流电缆相比，其故障概率更高。按照故障区域划分，柔性直流电网故障大致可以分为交流系统故障、换流器内部故障和系统直流侧故障。换流器内部故障又可细分为站内母线故障、阀短路故障、桥臂电抗器故障以及最常见的子模块故障等。柔性直流输电具有输送容量大、电压等级高的特点，故MMC（模块化多电平换流器）每个桥臂串联的子模块数量较多，从而增加了子模块故障的概率。在柔性直流系统的建设中，为确保系统具有足够的容错性和充足的安全裕度，通常都会在每一个桥臂上串联适量的冗余子模块。直流侧故障可细分为直流线路断线故障、直流线路短路故障和换流器闭锁故障。在单个MMC中，因为直流侧采用单级输电，故直流侧线路故障以单极接地故障为主。而在真双极系统中，单级接地故障则相当于伪双极系统中的级间短路故障，通常由树枝接触或雷电引发，多属于暂时性故障，但是因其故障传播速度快、影响范围广、解决难度大，成为阻碍柔性直流电网发展的技术难题。真双极系统的双极短路故障则更为严重，相当于交流系统的三相短路故障。 3柔性直流输电网故障保护的难点 （１）系统故障电流升高速度极快，通常在故障出现之后１０ｍｓ以内电流已经提高至稳态电流水平。（２）稳态短路存在很高电流值，系统短路电流通常比额定值高出几十倍。（３）系统故障发生时短路电流无极性改变，无过零点，断路系统很难灭弧。（４）对迅速切断故障设定的标准很高，交流输电系统的故障切断时限通常大于５０ｍｓ，但直流系统故障切断时限要求不到５ｍｓ，否则就会对系统组件安全产生很大影响。所以，针对柔性直流线路故障问题，一方面需迅速准确识别故障，另一方面需采取合理处置方案限制故障电流，进而降低对换流器、线路和系统产生的威胁。 4柔性直流输电线路故障保护存在的问题与研究展望 4.1存在的关键问题 虽然国内外学者围绕柔性直流输电线路保护原理开展了大量研究，能够在一定程度上提高现有柔性直流输电工程的线路保护性能，但仍存在一些问题：（1）柔性直流输电系统故障阻尼小，故障蔓延速度快，而柔性直流系统中的电力电子设备耐受故障冲击电流能力差，因此对保护系统的响应时间要求很高，即对速动性要求高。（2）虽然行波保护是目前柔性直流输电系统较为适宜的主保护，但其易受雷击、噪声等因素干扰而发生误动，可靠性降低，并且对采样频率的要求高。（3）正负极线路行波之间存在电磁耦合，并且暂态行波在传播过程中会发生畸变、色散、频散等现象，对保护会产生一定的干扰。 4.2保护与控制协调策略 柔性直流输电线路的故障处理与保护和控制密切相关，为实现故障线路的隔离和系统的稳定，需要针对线路保护、辅助电路以及系统控制的动作时间和投入方式，进行协调策略研究。尤其对于多端柔性直流系统，直流线路故障的处理，更加强调多站之间保护与控制的协调作用。采用保护、控制、通信集成一体化的多端柔性直流系统保护方案，研究保护与保护之间，保护与控制之间的配合策略，实现交直流侧保护与控制相协调，整合并减少分散保护设备的数量，从而降低柔性直流线路故障处理与保护的复杂性、缩短故障处理的时间，提高系统的可用率。 4.3柔性直流输电技术的应用前景展望 （1）在城市电网塔容及直流供电中的应用。近几年来，我国经济的高速发展以及城市化建设的不断推进，促进了城市电网的进一步发展，与此同时大部分的城市电网负荷也一直呈现出不断增长的趋势，人们对于电能的供应及质量要求不断提高。（2）替代交直流联网。结合我国目前的总体趋势西部地区的资源相对较多，同时负荷较少，我国90%的水电几乎都集中在西部，而东部地区的能源与负荷量特点则恰好相反。导致了我国地区能源和负荷的失调，因此，特高压直流输电工程在不断增多，实现电能的大容量和远距离运输。目前关于柔性直流输电技术方面仍然存在着一定的障碍，在进行长距离和大容量的发展过程中，要克服以下几个难点：第一就是用碳化归来替代二氧化硅，从而改变VSC的材料，同时还要增强封装材料的绝缘性和耐热性，达到大容量的电流运输。第二就是要加强电流直流断路器的优化与改良，突破上述所提到的故障。如果能在技术上实现故障的突破，那么柔性直流输电技术在未来可能会完全取代传统输电技术，承担起长距离大容量的输电任务。（3）借鉴传统交流输电和常规高压直流输电的继电保护技术，结合柔性直流输电系统的结构特点，研究先进的

AC-DC换流器

阅读报告 AC/DC换流器 换流器（Converter）概念：是由单个或多个换流桥组成的进行交、直流转换的设备。 换流器的功能：实现交流-直流-整流器（Rectifer）的变换。当触发角 <90°时，换流器运行于整流工况，叫整流器。 在电力电子技术的许多应用领域中，通常需要将工频的正弦交流电能变换为直流电能，即AC/DC转换。AC/DC换流器，又称为整流器，是通过半导体开关器件（如SCR、GTO、GTR、IGBT和功率MOSFET等）的开通和关断作用，把交流电能变换成直流电能的一种电力电子变换器。 晶闸管换流阀的通断条件：换流阀的阳极电位必须高于阴极电位（即：阀电压必须是正向的）或在控制极加上触发所需的脉冲时导通；阀电流减小到零，且阀电压保持一段时间等于零或为负，使阀元件内多余载流子消失时关断。 按结构分可分为单桥（6脉动）和多桥（12脉动及以上）。6脉动换流器是三相桥式换流回路而12脉动换流器是由两个交流侧电压相位差30°的6脉动换流器所组成的。巨大多数直流输电工程均采用12脉动换流器，用于直流输电的电力换流器都采用三相桥式接线。 12脉动换流器：两个6脉动换流单元在直流侧串联而在交流侧并联。换流变阀侧接线方式，必须一个为星形接线，另一个为三角形接线。改善谐波性能，交流侧和逆变侧可只分别配备12k± 1次和12k次的滤波器，从而可简化滤波装置，缩小占地面积，降低换流站造价。 AC/DC换流器的应用 1. 高压直流输电：相比于交流输电，直流输电有许多优点，适合远距离，大功率输电。进行直流输电的首要任务是将工频的交流电能转换为直流电能，即AC/DC转换，然后经过直流线路输送到另一端，再经过DC/AC转换，变为工频交流电能。由于我们要通过换流器对电能的传输进行控制，在直流输电中所用的是可控的AC/DC换流器。 2. 作为直流电源。在需要直流电源的场合，通过AC/DC换流器将交流电能变换为直流电能作为直流电源。比如作为直流电机的电源，作为电池的充电电源，直流电器设备的驱动电源等。 3. 非工频交流电源。为了产生不同于工频的交流电源，首先要将工频交流电能转换为直流电能，即AC/DC转换，再通过DC/AC转换产生不同频率的交流电能。所以 AC/DC换流器应用在第一步，将交流电源电能为直流电能，由于不需要对直流电能进

模块化多电平高压直流输电综述

模块化多电平换流器型高压直流输电综述 0引言： 现代电力电子技术的发展，使直流输电又一次登上历史舞台，与交流输电并驾齐驱。1954年，世界上第一条工业性的高压直流输电系统投入运营，从此，直流输电技术在海底电缆送电、远距离大功率输电、不同频率或相同频率交流系统之间的联结等场合得到了广泛地应用。IGBT、GTO 的出现，促使了VSC-HVDC和MMC-HVDC的产生，成为直流输电技术的一次重大变革。 MMC-HVDC（modular multilevel converter-high voltage DC transmission）是新一代直流输电技术，发展非常迅速。它具有高度模块化、易于扩展、输出电压波形好等特点，尤其适用于中高压大功率系统应用。本文首先介绍MMC的电路拓扑和工作原理，总结MMC的主要技术特点；然后分别回顾MMC在电容电压平衡、环流、控制策略、故障保护等关键问题的最新研究进展，最后指出MMC今后亟待研究的关键问题。相关研究结果表明，MMC在电力系统中有广泛的应用前景,是未来中高压大功率系统,尤其是高压输电技术的重要发展方向。 1正文： 传统两电平电压源型变换器，在电机传动、新能源并网、开关电源等工业生产领域的应用十分广泛。但在高压大功率领域的应用中，为解决功率开关器件的耐压问题，通常通过工频变压器接入高压电网，笨重的工频变压器大大增加了电力电子变换装置的体积和成本，限制了系统效率。鉴于现有传统多电平变换器在较高应用电压等级、有功功率传输场合等方面存在的不足，德国学者 Marquardt R.及其合作者提出了基于级联结构的模块组合多电平变换器(modular multilevel converter，MMC)的拓扑。 现将传统直流输电、电压源换流器型直流输电(VSC-HVDC)和MMC-HVDC三种直流输电方式的特点列表如下。

高压直流输电线路继电保护技术综述 徐军

高压直流输电线路继电保护技术综述徐军 发表时间：2020-01-03T15:15:46.603Z 来源：《河南电力》2019年7期作者：徐军[导读] 近年来，随着我国信息化技术的快速发展，对各领域的发现起到了促进作用，扩大了对信息忽视技术的应用范围，使其在各领域的发展中，充分发挥出自身的重要作用。 （贵州送变电有限责任公司贵州贵阳 550002） 摘要：近年来，随着我国信息化技术的快速发展，对各领域的发现起到了促进作用，扩大了对信息忽视技术的应用范围，使其在各领域的发展中，充分发挥出自身的重要作用。而在人们日常生活中，信息化技术的发展，给人们的生活带创新出便捷的方式，同样，在高压直流输电的发展中，具有重要的地位。随着高压直流输电线路线工程项目的增多，加大了对继电的保护，结合实际情况，不断地创新保护技术水平，提升工程项目的整体质量，从而确保电力系统的稳定发展。 关键词：高压直流输电线路；继电保护；技术水平 为了能够满足各领域的用电需求，我国加大了对电力工程项目的建设力度，从高压直流输电保护原理的角度分析，其可靠性、保护性、灵敏度等存在着一些问题，尤其是对其故障的处理，不仅无法及时地发现所存在的故障问题，而且对故障问题的解决，需要花费大量的实践。对此后期保护工作，整体的保护速度比较慢，无法满足标准配置的发展要求。对此，需要加大对高压直流输电线路继电保护技术水平的研究，结合具体的问题分析，制定出完善的解决方案与措施，提高整体的可靠性与技术水平。 一、高压直流输电线路继电保护影响因素 （一）电容电流 高压直流输电线路，主要的要求就是大电容，大功率，再受到小波阻特点的影响，需要加强对组联电流的保护，才能够确保整体的效果与稳定性。那么对整个高压直流输电线路继电的保护，需要结合实际情况的综合分析，能够确保输电线整体的安全性与稳定性，对电容电流提出了更高的要求，需要采取相应的补偿策略[1]。 （二）过电压 高压直流输电线路会受到不同因素的影响，而引导不同的故障，而一旦高压直流输电线路发生了故障，会在电弧情况下不会熄灭，对其控制在可监控的范围内，才能够确保其不产生消弧现象。而对高压直流输电线路继电的保护，针对输电线两个的顶点开关，无法在第一时间切断，那么就不会产生反射行波，从而对高压直流输电继电保护产生一定的影响。 （三）电磁暂态过程 对高压直流输电线路的建设，其整个的距离都比较远，一旦其发生了故障问题，就会增加高频分量，对其故障的诊断、处理加大工作难度，无法准确地测量出电气误差值，最终对高频分量造成不利的影响。电磁暂态过程，会引发高压直流输电故障的同时，使电流互感处于饱和的状态下，最终引导安全事故[2]。 二、提高高压直流输电线路继电保护技术水平措施 （一）加强对行波的保护 高压直流输电线路故障问题比较多，对其故障的解决，还需结合实际情况的综合分析，如果是产生了反行波的故障问题，会对高压直流输电线路的稳定性、安全性造成一定的影响。对此，西药加强对行波的科学保护。一般情况下，针对高压直流输电线路行波的保护，有两种解决方案。一种是ABB方案，另一种是SIEMENS方案。ABB方案，是根据极波理论所提出的，能够帮助相关工作人员，及时、准确地检测出高压直流输电线路的反行波情况，结合实际情况的综合分析，采用科学合理的解决措。而SIEMENS方案，是以电压积分为原理所设计的一种方案。对高压直流输电线路继电的保护时间控制在16秒--20秒之间。把ABB方案与SIEMENS方案相比较，SIEMENS方案的起动时间比较长，但是干扰效果却比ABB方案的干扰效果更好[3]。为了能够更地加强对波保护质量的保护，对相关工作人员提出了更高的要求，结合梯度理论与数学滤波技术等综合分析，制定出科学合理的保护措施。 （二）针对微分电压的保护措施 微分电压的保护是高压直流输电线路继电保护中重要的组成部分之一，那么在实际分析的过程中，主要是对差动电压主保护、后备保护等特点的综合分析[4]。例如：在西门子公司内，就会采用ABB方案加强对其行波的保护，对所应用对象的简称，详细地掌握电压电平、电压差动。由于其所使用的是ABB方案，会对其上升的时间产生影响，使其后备保护无法发挥出自身的重要作用。但是对ABB方案上升时间的调整，至少可以解决20毫秒的时间问题。但是在实施的过程中，主要的弊端就是抗干扰的能力不强。 对微分电压的安全保护，对高压直流输电线路的可靠性有直接性的影响，提高其整体的灵敏度，但是其运行的速度要比行波保护低，以此形式的运行，无法确保其整体的电阻能力，那么就会使整体可靠性逐渐地降低，无法确保高压直流输电线路的运行效率与质量[5]。例如：对继电保护的整定值计算，会产生不同的故障问题，如果是低压问题，那么对此方法的应用，会使变压器高压侧系统电源持续加大；如果是对其负荷的保护，则需要根据极端反时限工作原理；如果是对限时电流的速断保护，那么就需要采用定时限工作原理等等。根据高压直流输电线路在运行中所产生的不同故障问题，结合实际情况的综合分析，采取合理的解决措施，不要对电缆阻抗影响因素的忽视，会对进线开关、变压器进线保护定值等产生一定的影响。具体如表1所示。

可控电压源型柔性直流输电换流器拓扑研究

可控电压源型柔性直流输电换流器 拓扑综述 周敏，张劲松，刘宇思 中国能源建设集团广东省电力设计研究院 摘要：为分析不同可控电压源型柔性直流输电换流器拓扑结构的技术特点，围绕模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)，建立了基于几种可控电压源型换流器拓扑的柔性直流输电系统电磁暂态模型，结合PSCAD/EMTDC 的数字仿真结果，验证了所提出的换流器拓扑结构及其输电方案的可行性。 关键词：柔性直流输电可控电压源型换流器模块化多电平换流器 1引言 柔性直流输电技术是高压大功率电力电子应用领域的制高点，该技术在新能源接入（特别是近海风电接入）、向无源电网供电（如海岛供电，海上钻井平台）、异步电网互联、城市配网等诸多领域有着广阔的应用前景，因此吸引了学术界和工业界越来越多的关注。国内外投入的十几个柔性直流输电工程也都取得了不错的成效，其中绝大部分工程的换流器采用两电平或三电平拓扑结构。 IEC/TR 62543技术报告[1]将电压源型柔性直流输电换流器拓扑分为两种：开关型（“switch” type）拓扑和可控电压源型（“controllable voltage source” type ）拓扑。开关型拓扑，即目前绝大多数工程采用的两电平或三电平拓扑，其明显特点为直流储能电容器组并接于直流侧，运行时换流桥臂中电流不连续；而以MMC为代表的可控电压源型拓扑的储能电容器分布在换流桥臂的子模块中，运行时换流桥臂中有连续电流流过。两类拓扑各自的优势在相关文献中已有较详细的总结[2-7]。较晚出现的可控电压源型拓扑以其诸多优势，成为未来柔性直流输电换流器拓扑的发展趋势，这从目前国内外最新投运的工程（2010年的美国 Trans Bay Cable工程、2011年的上海南汇工程）和在建的工程（如大连跨海工程、舟山5端工程、南澳风电场接入3端工程、德国Borwin2工程）中可见一斑。 2MMC换流器基本结构 2002年，德国学者R. Marquart 和A. Lesnicar 最早提出了MMC拓扑结构的概念[2]，该拓扑奠定可控电压源型换流器的基础，之后有学者和公司相继提出了许多拓扑，基本结构和运行原理都跟MMC 很类似。MMC的建模、控制、调制、器件参数选择在文献中有详细论述[2-7] ，MMC的拓扑结构如图1所示。

高压直流输电系统概述

高压直流输电系统概述 院系：电气工程学院 班级：1113班 学号：xxxxxxxxxxx 姓名：xxxxxxxxxx 专业：电工理论新技术

一、高压直流输电系统发展概况 高压直流输电作为一种新兴的输电方法，有很多优于交流输电地方，比如它可以实现不同额定频率或相同额定频率交流系统之间的非同期联络，特别适合高电压、远距离、大容量输电，尤其适合大区电网间的互联，线路功耗小、对环境的危害小，线路故障时的自防护能力强等等。 1954年,世界上第一个基于汞弧阀的高压直输电系统在瑞典投入商业运行.随着电力系统的需求和电力电子技术的发展,高压直流输电技术取得了快速发展. 1972年,基于可控硅阀的新一代高压直流输电系统在加拿大伊尔河流域的背靠背直流工程中使用; 1979年,第一个基于微处理器控制技术的高压直流输电系统投入运行; 1984年,巴西伊泰普水电站建造了电压等级最高(±600 kV)的高压直流输电工程. 我国高压直流输电起步相对较晚,但近年来发展很快. 1987年底我国投运了自行建成的舟山100 kV海底电缆直流输电工程,随后葛洲坝-上海500 kV、1 200MW的大功率直流输电投运,大大促进了我国高压直流输电水平的提高. 2000年以后,我国又相继建成了天生桥-广州、三峡-常州、三峡-广州、贵州-广州等500 kV容量达3 000MW的直流输电工程.此外,海南与台湾等海岛与大陆的联网、各大区电网的互联等等,都给我国直流输电的发展开辟了动人的前景. 近年来,直流输电技术又获得了一次历史性的突破,即基于电压源换流器(Voltage Source Converter,VSC)技术和全控型电力电子功率器件,门极可关断晶闸管(GTO)及绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为基础的新一代高压直流输电技术已发展起来,也就是轻型直流输电(HVDC light)技术. 现有的直流输电主要是两端系统.随着直流断路器研制的进展和成功以及直流输电技术的进一步成熟完善,直流输电必将向着多端系统发展.同时许多其他科学技术领域的新成就将使输电技术的用途得到广泛的扩展.光纤与计算机技术的发展也使得直流输电系统的控制、调节与保护更趋完善,运行可靠性进一步提高;高温超导材料及其在强电方面的应用研究正方兴未艾,在直流下运行时,超导电缆无附加损耗,可节省制冷费用,因此在超导输电方面直流输电也很适宜. 一、高压直流输电系统构成 高压直流输电系统的结构按联络线大致可分为单极联络线、双极联络线、同极联络线三大类。 单极联络线的基本结构如图1所示,通常采用一根负极性的导线,由大地或海水提供回路,采用负极性的导线,是因为负极的电晕引起的无线电干扰和受雷击的几率比正极性导线小得多,但当功率反送时,导线的极性反转,则变为负极接地。由于它只需要一根联络线,故出于降低造价的目的,常采用这类系统,对电缆

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

基于电压源换流器的高压直流输电技术研究综述_徐忻

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ ．ｉｓｓｎ．１００７－２９０Ｘ．２０１２．０５．００２收稿日期：２０１２－０２－ １４基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１１４７００６ ）基于电压源换流器的高压直流输电技术研究综述 徐忻１，胡靖２，石辉３，张勇军４ （１．云南电网公司红河供电局，云南红河６６１１００；２．湖北电网公司武汉供电局，湖北武汉４３００１３；３．湖南省电力公司调度通信局，湖南长沙４１０００７；４．华南理工大学电力学院，广东广州５１０６４０ ）摘要：为了促进基于电压源换流器的高压直流输电（ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ－ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｄｉｒｅｃｔ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｍｉｓ－ｓｉｏｎ，ＶＳＣ－ＨＶＤＣ）这种新型直流输电技术在电力系统中的应用和发展，介绍了ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的系统结构和基本原理，总结了其基本控制方式和技术特点，指出了该技术的应用研究现状、当前存在的问题以及今后的研究方向。ＶＳＣ－ＨＶＤＣ的特点证明，该技术在风电、输配电领域具有广阔的发展前景。关键词：电压源换流器；高压直流输电；控制方式 中图分类号：ＴＭ７２１．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７－２９０Ｘ（２０１２）０５－０００６－ ０５Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｈｉｇｈ　Ｖｏｌｔａｇｅ　ＤＣ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　 Ｂａｓｅｄ　ｏｎＶｏｌｔａｇ ｅ　Ｓｏｕｒｃｅ　ＣｏｎｖｅｒｔｅｒＸＵ　Ｘｉｎ１，ＨＵ　Ｊｉｎｇ２，ＳＨＩ　Ｈｕｉ　３，ＺＨＡＮＧ　Ｙｏｎｇｊ ｕｎ４ （１．Ｈｏｎｇｈｅ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｕｐｐｌｙ　 Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｙｕｎｎａｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｒｉｄ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈｏｎｇｈｅ，Ｙｕｎｎａｎ６６１１００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｗｕｈａｎ　ＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｈｕｂｅｉ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｒｉｄ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ　４３００１３，Ｃｈｉｎａ；３．Ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆＨｕｎａｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｒｉｄ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ４１０００７，Ｃｈｉｎａ；４．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ，Ｓｏｕｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　 ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ＤＣ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ（ＶＳＣ－ＨＶＤＣ）ｉｎ　ｐｏｗｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ＶＳＣ－ＨＶＤＣ　ａｎｄ　ｓｕｍ－ｍａｒｉｚｅｓ　ｉｔｓ　ｂａｓｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｏｄｅ　ａｎｄ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｉｔ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｕｔ　ｓｔａｔｕｓ　ｑｕｏ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｒａｔｏｒｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ．Ｉｎ　ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ＶＳＣ－ＨＶＤＣ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｗｉｄｅｌｙ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｉｎ　ｗｉｎｄ　ｐｏｗｅｒ，ｐｏｗｅｒ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｋｅｙ　 ｗｏｒｄｓ：ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ＤＣ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｏｄｅ 输电技术的发展经历了一个直流、交流、直流 加交流的过程。交流输电曾在很长一段时间内主导了输电方式，但由于其稳定性和输电容量的限制，人们开始寻找新的更大容量、更高效率的输电方式。在这种情况下，基于电流源换流器的高压直流输电（ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ－ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇ ｅ　ｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＣＳＣ－ＨＶＤＣ）开始进入实用［１－２ ］，并在大容量输电、抑制低频振荡和系统互联中起着 重要作用。但在应用中，ＣＳＣ－ＨＶ ＤＣ也逐渐暴露出其固有缺陷，如：不能向无源系统供电；在向短路 容量不足的系统供电时易发生换相失败；换流器本身为谐波源，需要配置专门的滤波装置，增加了设备投资和占地面积；在运行过程中吸收较多的无功功率。在克服这些缺点并利用ＣＳＣ－ＨＶ ＤＣ的优点的过程中，出现了基于电压源换流器的高压直流输电（ｖｏｌｔａｇｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ－ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇ ｅ　ｄｉｒｅｃｔ　ｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＶＳＣ－ＨＶ ＤＣ）这种新型直流输电方式。１　ＶＳＣ－ＨＶＤＣ系统的结构和基本原理 ＶＳＣ－ＨＶＤＣ系统单线原理如图１所示。 　第２５卷第５期广东电力 Ｖｏｌ．２５　 Ｎｏ．５ ２０１２年５月ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　Ｍａｙ　 ２０１２

高压直流输电技术

高压直流输电技术 学院（系）：电气工程学院班级：1113班 学生姓名：高玲 学号：21113043 大连理工大学 Dalian University of Technology

摘要 本文综述了高压直流输电工程的应用领域及研究现状，并从稳态模型出发分析了其控制方式和运行原理，最后介绍了新型高压直流输电系统基本情况，达到了实际的研究意义。 关键词：高压直流输电；稳态模型；控制；新型

目录 摘要....................................................................................................................................II 1 高压直流输电发展概况 (1) 1.1 高压直流输电工程的应用现状 (1) 1.2 高压直流输电的发展趋势 (1) 1.3 高压直流输电的特点 (2) 2 高压直流输电系统控制与运行 (4) 2.1 概述 (4) 2.2 直流输电系统的控制特性 (5) 2.2.1 理想控制特性 (5) 2.2.2 实际控制特性 (6) 2.3 HVDC系统的基本控制 (7) 2.4 HVDC系统的附加控制 (10) 2.4.1 HVDC系统附加控制的原理 (10) 2.4.2 HVDC系统常见的附加控制 (10) 3 新型直流高压输电系统 (12) 3.1 概述 (12) 3.2 基本结构 (12) 参考文献 (13)

1 高压直流输电发展概况 1.1 高压直流输电工程的应用现状 直流输电起步于20世纪50年代，20世纪80年代随着晶闸管应用技术的成熟、可靠性的提高，直流输电得到大的发展。到目前为止，已建成高压直流输电项目60多项，其中以20世纪80年代为之最，占30项。表1.1列出世界上长距离高压直流输电项目，表1.2列出我国直流工程项目。 表2.1 世界上长距离高压直流输电项目 项目额定电压/kV 额定功率/万kW 输电距离/km 投运年份安装地点及供货商卡布拉-巴萨±533 192 1360 1978 莫桑比克2南非因加-沙巴±500 112 1700 1981 扎伊尔 纳尔逊河二期±500 200 940 1985 加拿大 I.P.P ±500 192 784 1986 美国 伊泰普一期±600 315 796 1986 巴西 伊泰普二期±600 315 796 1986 巴西 太平洋联络线±500 310 1361 1989 美国 魁北克多端±500 225 1500 1986/90/92 加拿大-美国 亨德-德里±500 150 814 1992 印度东南联接±500 200 1420 2002 印度 表2.2 我国已投运的高压直流工程项目 项目额定电压/kV 额定功率/万kW 输电距离/km 单极投运年份双极投运年份葛洲坝-上海±500 120 1052 1989 1990 天生桥-广州±500 180 960 2000 2001 三峡-常州±500 300 890 2003 2003 三峡-广州±500 300 956 2003 2004 贵州-广东1回±500 300 900 2004 2004 三峡右岸-上海±500 300 950 2007 2007 贵州-广东2回±500 300 900 2007 2007 1.2 高压直流输电的发展趋势 目前HVDC输电的换流阀仍然是由半控器件晶闸管组成，使用电网换相的相控换流(Phase Control Converter，PCC)技术，因此存在以下一些固有的缺陷：

现代电力电子技术概述

现代电力电子技术学习报告 姓名：csu 学号： 专业：电气工程 班级：

目录 第一章现代电力电子技术的形成与发展 (1) 1.1 电力电子技术的定义 (1) 1.2 电力电子技术的历史 (1) 1.3 电力电子技术的发展 (2) 1.3.1 整流器时代 (2) 1.3.2 逆变器时代 (2) 1.3.3 变频器时代 (2) 1.3.4 现代电力时代 (3) 第二章现代电力电子计时研究的主要类容和控制技术 (4) 2.1 直流输电技术 (4) 2.2 灵活交流输电技术（FACTS） (4) 2.3 定制电力技术（DFACTS） (5) 2.4 高压变频技术 (5) 2.5 仿真分析与试验手段 (5) 第三章现在电力电子的应用领域 (6) 3.1 工业领域 (6) 3.2 交通运输 (6) 3.3 传统产业 (6) 3.4 家用电器 (7) 3.5 电力系统 (7) 第四章现代电力电子技术的发展趋势及其目前研究的热点问题 (8) 4.1 国内发展趋势 (8) 4.2 国外发展趋势 (8) 4.3 热点问题 (8)

第一章现代电力电子技术的形成与发展 1.1 电力电子技术的定义 电力电子技术，又称“功率电子学”（英文：Power Electronics），简称PE，是应用于电力领域，使用电力电子元件对电能进行变换和控制的电子技术。电力电子技术分为电力电子元件制造技术和变流技术。一般认为，1957年美国美国通用电气公司研制出第一个晶体管是电力电子技术诞生的标志。 1974年，美国的W. Newell提出：电力电子学是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而行成。这一观点被全世界普遍接受。 1.2 电力电子技术的历史 随着1902年第一个整流器的问世,进而引入了功率电子学这个概念。原始整流器是一个内含液态汞的阴极放电管。这个汞蒸气型的整流器,可以将数千安培的交流电转换为直流电,其容忍电压也高达一万伏特以上。从1930年开始,这种原始的整流器开始匹配一个类似于通管技术的点阵式(或晶格结构)类比控制器,从而实现了直流电流的可控制性(引燃管,闸流管)。由于正向可通过的电压约为20伏特,进而乘于正向可通过的电流就产生了可观的电功率损失,由此而来的投资和运营成本等等也会相应的增加。因而这种整流器在现今的功率电子技术方面并不会得到广泛的应用。 随着半导体在整流方面的应用,第一个半导体整流器(硒和氧化亚铜整流器)被发明出来。 1957年,通用电气研发出第一种可控式功率型半导体,后来命名为晶闸管。之后进一步地研发出多种类型的可控式功率型半导体。这些半导体如今也在驱动技术方面得到广泛应用。

特高压直流输电技术过电压和绝缘配合研究综述教学内容

特高压直流输电技术过电压和绝缘配合研 究综述

特高压直流输电技术过电压和绝缘配合研究综述 摘要： 特高压直流输电具有大容量、远距离和低损耗等优点,特高压直流输电作为一个全新的输电电压等级,非常适合特大型能源基地向远方负荷中心输送电能。直流换流站的绝缘配合研究是直流输电工程实施中的关鍵技术之一,缘水平的高低直接关系到整个直流工程造价。本文从特高压换流站的避雷器布置方案的设计，确定换流站设备的过电压水平、绝缘裕度、关键设备的绝缘水平等方面概括总结了国内外工作者在特高压直流输电的过电压和绝缘配合方面所做的工作，并提出在以后的相关研究中可以进一步考虑的问题。 关键词：特高压直流换流站避雷器绝缘配合过电压 0引言 我国能源资源和经济发展具有分布不均的地域性特点,能源资源主要集中在西部地区,而负荷主要集中在中东部地区[1,2]。为了保证中东部地区的电力供应,必须采取相关技术措旅将能源送往负荷中心。特高压直流输电具有超大容量、超远距离、低损耗的特点,且具有灵活的调节性能,因此非常适合大型能源基地向远方负荷中心送电。我国已成为世界上直流输电容量最大、电压等级最高、发展最快的国家[3]。为了满足未来更大容量、更远距离的输电需求,有必要进一步研究更高电压等级的直流输电技术,±1100kV特高压直流输电是我国目前正在研究的一个全新输电电压等级。 特高压直流输电由于具有大容量、远距离和低损耗等优点,将在我国“西电东送”战略中发挥重要作用。±1100kV特高压直流输电作为一个全新的输电电压等级,电压等级更高、输送容量更大、输电距离更远,非常适合特大型能源基地向远方负荷中心输送电能。 1特高压直流输电背景 自20世纪70年代初期开始,美国、苏联、巴西等国家就开启了对特高压直流输电相关工作的研究,其中CIGRE、IEEE、美国EPRI、瑞典ABB等科研机构和制造厂商在特高压直流输电关键技术研究、系统分析、环境影响、绝缘特性和工程可行性等方面开展了大量研究,并取得了丰硕的成果。相关研究认为,±

综述高压直流输电线路继电保护技术的应用 张峥

综述高压直流输电线路继电保护技术的应用张峥 发表时间：2019-07-08T10:05:56.743Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：张峥[导读] 摘要：高压直流输电线路由于应用率高、电压大等原因，电路损毁情况较为严重。应用高压直流输电线路继电保护技术，可以有效改善这种情况。 （国网山西省电力公司检修分公司） 摘要：高压直流输电线路由于应用率高、电压大等原因，电路损毁情况较为严重。应用高压直流输电线路继电保护技术，可以有效改善这种情况。对高压直流输电线路继电保护进行方法设计，主要利用降序分段自适应匹配电路保护和实行直流线路行波测距对电路进行保护。具体地，阐述高压直流输电线路维护的手段，探究高压直流线路故障的排除，分析行波保护动作，从而对高压线路进行保护。实验数据表明，提出的高压直流输电线路继电保护设计方法较传统方法效率高18.8%，能有效降低高压输电线的损毁率。 关键词：高压直流输电线路；继电保护；技术应用 高压直流输电优势十分突出，由于高压直流输电作业中，载容量高、输送距离长、功率灵活度强，在世界范围内得到了广泛应用。国内用电量增加较快，直流输电量位居世界领先地位，但是核心技术仍对国外领域存在较高依赖性，同时直流输电工程受地理位置、输送距离等因素影响，需要考虑不同气候条件下输电特性，并且需要加强对高压输电线路的故障率的有效分析，避免直流输电线路缺陷问题等产生负面影响。 1.继电保护线路设计要点分析 1.1线路主保护 对于继电保护线路而言，其影响因素较多，设计人员需要结合实际进行合理分析，加强线路走向的合理布设，规划线路中，对于原理不同的装置一般需要设置多条通道，其中一套利用分相电流差动保护装置控制，还需要一套相电压补偿保护装置，二者共同完成线路保护功能。 1.2线路后备保护 后备保护是作为主保护辅助处理，设计中需要考虑控制线路端口位置的有效处理，避免故障问题等带来的危害。还要考虑接地间距、相间距离等要素，提高保护设备运行的合理性，及时进行配置功能的调整。设计环节中，距离保护要求一般灵活度较高，不局限于四边形、圆形等，可随时添加微机保护进行优化，提高整体稳定效果。 首先，并联电抗器保护，其主要作用是当直流线路发生故障时，相应的自动保护措施将会被激发，若是经过分析和评估，故障已经超过了线路所能承受的标准，则并联电抗器的保护动作会被触发，断路器将会被迅速的断开，这样可以有效的防止更严重后果的发生。 其次，自动重合闸，自动重合闸可以分为不同的模式，主要有单相、三相和快速三种模式，往往是通过过电压水平来选择合适的自动重合闸模式，一般情况下，在非全相的状态下，若是过电压处于允许的区间内，则选择单相重合闸，但若是过电压在允许的区间外，则应该采用三相重合闸，这样可以进一步的保证线路的安全性。 2.高压直流输电线路继电保护技术 2.1行波保护 当高压直流输电线发生故障后，会在线路中形成反行波，若想保证电力系统安全稳定运行，则需要进行行波保护工作，这也是对整个输电线路保护的关键性工作，现阶段，行波保护措施主要有两种方案，分别为SIEMENS方案与ABB方案，其中SIEMENS方案主要是以电压积分为原理，起保护时间在16-20s之间，相较于ABB方案，其起启动时间较长，但却具有更强的抗干扰性；ABB方案基于极波和地模波原理，能够在很短的时间内检测出反行波，并采取相应的保护措施。为了进一步的提升行波保护的质量，相关研究人员也引进了形态学梯度技术和数学形态学滤波技术，但是这两种技术都存在的一定的缺点，需要进一步的进行完善和优化。 2.2微分电压保护 微分电压保护作为一种继电保护技术，兼具主保护和后备保护的功能，现阶段，行波保护中无论是SIEMENS方案还是ABB方案的检测对象都是电压水平和电压微分，而SIEMENS方案的上升延时较长，往往起不到后备保护的作用，而ABB方案的上升延时为20ms，在电压变化率处在标准以下时，可以发挥出后备保护的功能，但是其抗干扰能力较弱。微分电压保护相较于行波保护具有更优越的可靠性和灵敏度，但是动作速度却低于行波保护，这两种形式的继电保护均存在着耐过度电阻能力较差，可靠性不足的弊端。 2.3低电压保护 低电压保护作为后备继电保护的常用措施，主要通过检测电压幅值来开展保护工作的，根据需要保护的对象差别，可以分为极控低电压保护和线路低电压保护，极控低电压保护的保护定值要低于线路低电压保护，当线路发生故障时，极控低电压保护会自动封闭故障极，而线路低电压保护会进行线路的重启。低电压保护形式较为简单，但是其缺乏科学合理的整定依据，不利于相关工作人员对故障类型的判断，并且动作速度相对较慢。 2.4纵联电流差动保护 纵联电流差动保护具有较好的选择性，但是对故障的反应较慢，需要较长的时间才能够采取保护措施，因此只能用于高阻故障的保护工作中，现阶段，因为影响因素较多，造成电流差动保护还没有与电压变化过程相联系，往往会造成保护措施的误动，这就造成电流差动保护在高压直流输电线路的继电保护中并没有发挥其应有的作用，还需要相关的工作人员对其性能进行进一步的完善和提高。 3.高压直流输电线路维护 3.1高压直流线路故障排除 对高压输电线路进行电路保护的首要目标，是对电路可能存在的故障进行排查清除。一旦发现故障就要及时解决，因为一旦由于外界因素而发生短路，就会导致电路发生放电现象，电流会转为热力破坏公共财产，严重威胁人民的生命安全。在发生故障的起始阶段，由于未进入稳态，故障点产生的正向行波和反向行波已经足以揭示故障位置的信息。它的特性并未受到整流控制系统的影响，可以进一步利用这些行波包含的信息实现对输电线路故障点具体位置的测量和定位。在相同介质的输电载体上，单位长度的电场与磁场是恒等的。因此，在不同的介质之间，行波会发生折射、反射，并和自身行波浪涌叠加，形成新的特性。

柔性直流输电技术概述

电力电子技术专题大作业 ——柔性直流输电技术概述0.前言 学习电力电子技术专题一学期以来，我感觉受益良多，我收获的不仅仅是各位老师讲座上所教授的内容，更有他们对于电网行业的深入分析以及未来发展方向的预测。在诸多讲座中，我对宋强老师所讲的柔性直流输电技术最感兴趣，下面我就以此为主题，对柔输技术进行一些简要的概括与探究。 1.背景介绍 我们都知道历史上交直流输电之争由来已久，电机系的许多老师都经常提到这个话题，而目前普遍的输电方式仍是交流输电。交流输电线路中，除了有导线的电阻损耗外还有交流感抗的损耗，为了解决交流输电电阻的损耗，还可以采用高压和超高压输电来减小电流来减小损耗，但是交流电感损耗不能减小，因此交流输电不能做太远距离输电。如果线路过长输送的电能就会全部消耗在输电线路上。交流输电并网还要考虑相位的一致。如果相位不一致两组发电机并网会互相抵消。这时人们又想起了直流输电的方式。 一直以来，直流输电的发展与换流技术（特别是高电压、大功率换流设备）的发展有密切的关系。但是近年来，除了有电力电子技术的进步推动外，由于大量直流工程的投入运行，直流输电的控制、保护、故障、可靠性等多种问题也越发显得重要。因此多种新技术的综合应用使得直流输电技术有了新进展。 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。 基于电压源型换流器的高压直流输电概念最早是由加拿大McGill大学Boon-Teck等学者于1990年提出的。通过控制电压源换流器中全控型电力电子器件的开通和关断，改变输出电压的相角和幅值，可实现对交流侧有功功率和无功功率的控制，达到功率输送和稳定电网等目的，从而有效地克服了此前输电技术