柔性直流輸電作為新一代直流輸電技術，其在結構上與高壓直流輸電類似，仍是由換流站和直流輸電線路(通常為直流電纜)構成。基於電壓源換流器的高壓直流輸電（Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current Transmission，VSC-HVDC）技術由加拿大McGill大學的Boon-Teck Ooi等人於1990年提出，是一種以電壓源換流器、自關斷器件和脈寬調製（PWM）技術為基礎的新型輸電技術，該輸電技術具有可向無源網路供電、不會出現換相失敗、換流站間無需通信以及易於構成多端直流系統等優點。
基本介紹
- 中文名：柔性直流輸電技術
- 外文名：VSC-HVDC
- Siemens：HVDC PLUS
- ABB：HVDC Light
- 學科：電力工程
- 領域：工程技術
簡介,原理,戰略意義,套用前景展望,
簡介
柔性直流輸電系統中兩端的換流站都是利用柔性直流輸電，由換流器和換流變壓設備，換流電抗設備等進行組成。其中最為關鍵的核心部位是 VSC ，而它則是由流橋和直流電容器共同組成的。系統中，綜合考慮它的主電路的拓撲結構及開關器件的類型，能夠採用正弦脈寬調製技術，將此類技術在調製參考波與三角載波進行數據的對比，在後者數據相對較小的情況下，就會發生觸發下橋臂開關導通並關斷下橋臂。這主要是由於浮動數值和相位都可以利用脈寬調製技術來進行智慧型化調解。因此，VSC 的交流輸出電壓基頻分量的幅值及相位也可通過脈寬進行調節。
原理
與基於相控換相技術的電流源換流器型高壓直流輸電不同，柔性直流輸電中的換流器為電壓源換流器(VSC)，其最大的特點在於採用了可關斷器件(通常為IGBT)和高頻調製技術。
通過調節換流器出口電壓的幅值和與系統電壓之間的功角差，可以獨立地控制輸出的有功功率和無功功率。這樣，通過對兩端換流站的控制，就可以實現兩個交流網路之間有功功率的相互傳送，同時兩端換流站還可以獨立調節各自所吸收或發出的無功功率，從而對所聯的交流系統給予無功支撐。
柔性直流輸電系統換流器穩態運行相量圖戰略意義
柔性直流輸電是構建智慧型電網的重要裝備，與傳統方式相比，柔性直流輸電在孤島供電、城市配電網的增容改造、交流系統互聯、大規模風電場併網等方面具有較強的技術優勢，是改變大電網發展格局的戰略選擇。
柔性直流輸電還將面臨如何實現高電壓、大功率、架空線使用、混合結構直流輸電等方面的挑戰。將通過進一步的研究和試點，使該技術在大規模風電場接入系統、實現區域聯網提高供電可靠性、緩解負荷密集地區電網運行壓力等更多領域得到套用。
套用前景展望
綜合考慮柔性直流輸電技術所具備的一系列優點以及存在的局限性，該技術電廠併網，海上平台等領域取得了較為廣泛的運用，而在未來的發展中該技術套用的方向主要在以下三個方面。
（1）在城市電網塔容及直流供電中的套用。我國經濟的高速發展以及城市化建設的不斷推進，促進了城市電網的進一步發展，與此同時大部分的城市電網負荷也一直呈現出不斷增長的趨勢，人們對於電能的供應及質量要求不斷提高。
（2）替代交直流聯網。結合我國的總體趨勢西部地區的資源相對較多，同時負荷較少，我國90% 的水電幾乎都集中在西部，而東部地區的能源與負荷量特點則恰好相反。導致了我國地區能源和負荷的失調，因此，特高壓直流輸電工程在不斷增多，實現電能的大容量和遠距離運輸。
關於柔性直流輸電技術方面仍然存在著一定的障礙，在進行長距離和大容量的發展過程中，要克服以下幾個難點：第一就是用碳化歸來替代二氧化矽，從而改變 VSC 的材料，同時還要增強封裝材料的絕緣性和耐熱性，達到大容量的電流運輸。第二就是要加強電流直流斷路器的最佳化與改良，突破上述所提到的故障。如果能在技術上實現故障的突破，那么柔性直流輸電技術在未來可能會完全取代傳統輸電技術，承擔起長距離大容量的輸電任務。
（3）在孤立負荷供電方面的套用。由於柔性直流輸電技術能夠實現對無源網路的直接供電，同時對於輸電的功率大小沒有相應的限制，因此在遠方孤立電荷的供電過程中，該技術能夠得到充分的發揮。
例如在南方電網，對於一些較為偏僻的海島或者是村莊來說，一般都是運用孤立負荷主網，這對於交流供電來說，難度相對較大，因此在當地都是採用柴油機組就地發電。這種方式雖然能解決當地居民的用電問題，但同樣也會帶來環境污染大、能源消耗大等弊端，這與我國資源節約型與環境友好型社會的構建目標是不相符合的。而通過運用柔性直流輸電技術，則能較好地解決以上問題，這也是該技術在未來發展中的一大套用方向。
