淺談電網(wǎng)應(yīng)用柔性直流輸電技術(shù)的前景

【摘 要】隨著社會的不斷進步，電力行業(yè)得到廣泛的發(fā)展，對電力的需求也日益增長，我國作為電力消耗的大國，資源比較集中，需要解決電力輸送的問題，相對于傳統(tǒng)的直流輸電以及交流輸電缺乏穩(wěn)定性和可靠性，柔性直流輸電能夠提高電力的安全性能，并具有更加廣闊的發(fā)展前景。本文簡要分析了柔性直流輸電技術(shù)的優(yōu)勢，并探討柔性直流輸電技術(shù)的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】柔性直流輸電 應(yīng)用 前景

柔性直流輸電技術(shù)是一種新型輸電技術(shù)，并且是采用電壓源換流器、可關(guān)斷器件以及脈寬調(diào)制技術(shù)進行直流輸電，其不僅能夠?qū)νㄟ^的電能進行有效的控制，進而避免電網(wǎng)故障進一步擴散，還可以依據(jù)電網(wǎng)的需求，靈活地發(fā)出或吸收一部分能量，進而使得電網(wǎng)更加的穩(wěn)定。

一、柔性直流輸電技術(shù)的優(yōu)勢

（一）柔性直流輸電的新特點

柔性直流輸電能夠同時調(diào)節(jié)有功功率和無功功率，需要的濾波裝置少，響應(yīng)迅速，具有良好的快速恢復(fù)控制能力。換流器為無源逆變，因此可以為無緣系統(tǒng)供電，能夠?qū)崿F(xiàn)多端之間的潮流自由控制和遠距離孤立系統(tǒng)供電。對輔助設(shè)備的要求低，可以進行模塊化設(shè)計和安裝。運行方式靈活，有利于工程實施建設(shè)的順利進行。

（二）柔性直流輸電技術(shù)有一定的經(jīng)濟效益

柔性直流輸電不需要太多的輔助設(shè)備，對比傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)，其占地面積很小，作為一種新型的直流電纜輸電技術(shù)，不僅輸送容量比較高，還可以回避線路走廊的問題，解決了土地資源占用過多的缺陷，并且有著良好的經(jīng)濟效益。在現(xiàn)階段，雖然柔性直流輸電工程單位輸送成本較高，但是大功率電力電子器件的市場將會不斷擴大和發(fā)展，進而降低流器件的成本，這樣柔性直流輸電技術(shù)的經(jīng)濟性會逐步顯示出來。

二、柔性直流輸電技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的展望

（一）便于實現(xiàn)可再生能源等分布式電源并網(wǎng)

我國幅員遼闊，擁有非常豐富的可再生資源，而可再生資源是很典型的分布式電源。例如風(fēng)能資源豐富的地區(qū)是分布在東南沿海島嶼以及西北地區(qū)，交通并不方便，處在電網(wǎng)的末端。在這些地方的電源屬于接入35kV及以下電壓等級的小型電源，其特點是單臺機組的容量小，受光、氣候等自然因素影響比較大，比較明顯的是具有很大的波動性和間歇性，并能夠通過列陣布局形成一定容量然后接到電網(wǎng)中去。由于新興發(fā)電的發(fā)展，以及可再生能源技術(shù)的不斷提高，分布式發(fā)電顯得越來越重要，不僅能夠改善環(huán)境質(zhì)量，提高能源的利用率，也可以緩解電網(wǎng)負荷增長所帶來的壓力。由于可再生資源采用的是分布發(fā)電的方式，因而其電壓支承能力較弱，不利于保證電力系統(tǒng)的正常運行。柔性直流輸電具備2個控制的自由度，可以獨立調(diào)節(jié)功功率和無功功率，在風(fēng)電場輸出功率波動引起電壓波動時可以有效地緩解波動的頻率，保證電壓的穩(wěn)定，進而提高電能的質(zhì)量。

（二）便于向偏遠孤立地區(qū)供電

我國一些偏遠地區(qū)，由于這些地區(qū)遠離電網(wǎng)，難以并網(wǎng)，沒有充足的無功支撐，負荷輕而且每日的負荷波動比較大，供電存在很大困難。若利用交流輸電，由于其輸電容量小，會導(dǎo)致很嚴重的電壓跌落情況的發(fā)生，而利用柔性直流輸電，可以不用另加換相電壓，系統(tǒng)能夠工作在無源逆變方式，克服了傳統(tǒng)直流受端一定是有緣電源的阻礙，可以為無源系統(tǒng)供電，因此，這對改善偏遠地區(qū)的供電問題起著非常重要的作用。除此之外，我國擁有數(shù)量總多的海島，并且在海島上有大量的常駐人口。海島供電問題一直以來影響了海盜經(jīng)濟的發(fā)展，不利于人民生活水平的提高。這些地區(qū)電負荷比較小，而且經(jīng)常有很大的電壓波動，屬于典型的孤島。要進行海島送電，架空線路的方法不合實際，采用交通電纜又會產(chǎn)生很大的損耗，所以必須采用柔性直流輸電技術(shù)，設(shè)置直流海纜進而保證海島的供應(yīng)。而且換電站占地面積小，非常適合在面積不足的海島上建設(shè)。

（三）用于城市電網(wǎng)增容與直流供電

由于社會各界對電力資源需求的擴大，城市電網(wǎng)的負荷也隨之不斷增長，因而提高電能質(zhì)量就顯得尤為重要。同時，目前土地資源受到限制，并隨著城市電網(wǎng)建設(shè)對環(huán)境的要求越來越苛刻，以交流輸電為主的城市電網(wǎng)面臨著很大的問題和挑戰(zhàn)。根據(jù)研究表明，采用柔性直流輸電技術(shù)進行供電能夠有效地提高輸送的容量。其具體作用可從以下幾個方面進行分析：可以快速控制系統(tǒng)的功率，解決電壓閃變問題，進而穩(wěn)定電壓，改善電能質(zhì)量；采用埋地式直流電纜，可以回避線路走廊問題，不僅可以為城市電網(wǎng)增容，也不影響市容；柔性直流輸電換流站占地面積小，能夠節(jié)約土地資源；能夠?qū)涣鱾?cè)的電流進行靈活控制，有效控制系統(tǒng)短路容量，從而確保城市電網(wǎng)的供電安全。利用柔性直流輸電技術(shù)進行供電，是城市電網(wǎng)增容的可靠方式，在大城市電網(wǎng)增容擴建中有廣闊的發(fā)展前景。

三、結(jié)束語

與傳統(tǒng)的電力輸電系統(tǒng)相比具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，柔性直流輸電技術(shù)很適合應(yīng)用于新能源并網(wǎng)，城市配網(wǎng)供電，孤島供電等方面。在我國倡導(dǎo)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的政策背景下，柔性直流輸電技術(shù)能夠保證我國電力網(wǎng)絡(luò)的安全與可靠，完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并降低可再生資源的開發(fā)成本，為我國創(chuàng)造更大的經(jīng)濟和社會效益?？傊?，柔性直流輸電技術(shù)在未來會有更加廣闊的的應(yīng)用前景。

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