柔性直流输电的发展(第6章补充)2014
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1、柔性直流输电的发展柔性直流输电的发展与运行原理与运行原理新能源电网研究所新能源电网研究所2内内 容容 提提 要要1 柔性直流输电的发展柔性直流输电的发展2 柔性直流输电运行原理柔性直流输电运行原理3 柔性直流输电换流器拓扑及调制策略柔性直流输电换流器拓扑及调制策略4 柔性直流输电典型工程及一次设备柔性直流输电典型工程及一次设备5 柔性直流输电柔性直流输电RTDS仿真建模仿真建模6 我国柔性直流输电发展现状我国柔性直流输电发展现状31954年年，连接，连接Gotland与瑞典大陆之间的世界上第一条高与瑞典大陆之间的世界上第一条高压直流输电线路建成，标志着压直流输电线路建成，标志着以电流源换流器为
2、基础的直以电流源换流器为基础的直流输电（流输电（LCC-HVDC）进入了商业化时代进入了商业化时代。1990年年，加拿大，加拿大McGill大学的大学的Boon-Teck Ooi等等首次提出首次提出使用使用脉宽调制技术（脉宽调制技术（PWM）进行）进行控制的控制的电压源换流器电压源换流器直流直流输电输电（VSC-HVDC）的概念的概念。1997年年，ABB公司在瑞典中部的公司在瑞典中部的Hallsjon和和Grangesberg之间建成首条工业试验之间建成首条工业试验VSC-HVDC工程工程。 从此从此VSC-HVDC作为一种新兴的输电技术开始作为一种新兴的输电技术开始进入大发展的商业应用阶段
3、进入大发展的商业应用阶段。 4 ABB公司称之为公司称之为轻型直流输电轻型直流输电（HVDC Light）并作）并作为商标注册；为商标注册； Siemens公司将其注册为公司将其注册为新型直流新型直流HVDCPLUS； 国际上电力方面的权威学术组织国际上电力方面的权威学术组织CIGRE和和IEEE将其将其正式称为正式称为VSC-HVDC，即，即“电压源换流器型高压直电压源换流器型高压直流输电流输电”。 国内很多专家称之为国内很多专家称之为“柔性直流（柔性直流（HVDC-Flexible）”。5 能对能对有功和无功进行独立控制有功和无功进行独立控制，能给，能给无源网络无源网络提供电源；提供电源；
4、 能为交流侧提供无功支持，起到能为交流侧提供无功支持，起到STATCOM的作用，对电的作用，对电压质量和电压问题提供支撑；压质量和电压问题提供支撑； 换流站标准化、小型化，整体式的设计以及可以进行出厂换流站标准化、小型化，整体式的设计以及可以进行出厂前的调试，有利于缩短施工时间，并保证其可靠性；前的调试，有利于缩短施工时间，并保证其可靠性； 无需架设架空线无需架设架空线，并在噪音水平、谐波畸变、电话干扰和，并在噪音水平、谐波畸变、电话干扰和电磁场等方面满足环境保护的要求。电磁场等方面满足环境保护的要求。6向城市中心送电向城市中心送电连接分布电源连接分布电源非同步联网非同步联网提高配电网电能质量
5、提高配电网电能质量促进电力市场发展促进电力市场发展 向远方孤立负荷点送电向远方孤立负荷点送电 方便地调节有功和无功，改善方便地调节有功和无功，改善系统的运行性能系统的运行性能 风电场、小型水电厂、太阳能风电场、小型水电厂、太阳能电站及其它新能源发电系统电站及其它新能源发电系统 用电量急增，线路走廊困难用电量急增，线路走廊困难 构建地区电力供应商交换电力的可行性平台，构建地区电力供应商交换电力的可行性平台，增加运行灵活性和可靠性增加运行灵活性和可靠性快速控制有功无功，使电压、电流满足电能质量快速控制有功无功，使电压、电流满足电能质量标准要求标准要求 如沿海小岛、海上钻井平台、偏僻地区负荷等如沿海
6、小岛、海上钻井平台、偏僻地区负荷等 MTDC7投运投运年年输送功输送功率率/MW直流电直流电压压/kV两侧交两侧交流电压流电压直流电直流电流流/A线路长线路长度度/km用途用途Hellsjon199731010/1015010工业试验工业试验Gotland1999548080/80350270风力发电，地下风力发电，地下电缆电缆Directlink200018080132/110342659电力交易，系统电力交易，系统互联，地下电缆互联，地下电缆Tjaerebog20007.2910.5/10.535824.3风力发电，示范风力发电，示范工程工程Eagle Pass200036 15.9 13
7、2/132 11000(B-B)电力交易，系统电力交易，系统互联，电压控制互联，电压控制Cross Sound Cahle2001330 150 345/138 1175240电力交易，系统电力交易，系统互联，海底电缆互联，海底电缆Murray Link 2002200 150 132/220 14002180电力交易，系统电力交易，系统互联，地下电缆互联，地下电缆世界上已投运的柔性直流输电工程世界上已投运的柔性直流输电工程8工程工程投运年投运年输送功输送功率率/MW直流电直流电压压/kV两侧交两侧交流电压流电压直流电直流电流流/A电缆长电缆长度度/km用途用途TrollA2005242605
8、6/132400470绿色环保，绿色环保，海底电缆海底电缆Estlink2006350150 400/330 1230272电力交易，电力交易，系统互联，系统互联，地下电缆地下电缆Valhall201078150300/11-292绿色环保，绿色环保，海底电缆海底电缆世界上已投运的柔性直流输电工程世界上已投运的柔性直流输电工程9工程工程投运年投运年输送功输送功率率/MW直流电直流电压压/kV两侧交两侧交流电压流电压直流直流电流电流/A电缆电缆长度长度/km用途用途Nord E.ON 12009400150170/380-203风电并网风电并网Caprivi Link2009300350400/
9、330-970弱电网互联弱电网互联Trans Bay Cable2010400200400-88大城市供电大城市供电南汇工程南汇工程201118303530010风电并网风电并网世界上已投运的柔性直流输电工程世界上已投运的柔性直流输电工程10工程工程投运年投运年输送输送功率功率/MW直流直流电压电压/kV两侧两侧交流交流电压电压直流直流电流电流/A电缆电缆长度长度/km用途用途East West Interconnector，UK2012500200-1250-电网互电网互联，黑联，黑启动启动2013800320150/380125075,90风电并风电并网网Skagerrak HVDC In
10、terconnections（Pole 4）20147005004001400140,104电网互电网互联联世界上在建的部分柔性直流输电工程世界上在建的部分柔性直流输电工程11工程工程投运年投运年输送功输送功率率/MW直流直流电压电压/kV两侧两侧交流交流电压电压直流直流电流电流/A电缆电缆长度长度/km用途用途INELFE（法（法-西）西）201321000320400/400156060电网互电网互联联HelWin1(德国德国)2013576250150/380115085,45风电并风电并网网BorWin2(德国德国)2013800300155/4001330140,104风电并风电并网
11、网世界上在建的部分柔性直流输电工程世界上在建的部分柔性直流输电工程12 从世界上第一个试验性的工程从世界上第一个试验性的工程赫尔斯扬赫尔斯扬（Hellsjion）工程至今，）工程至今，VSC-HVDC最大输电容量最大输电容量由由3MW发展到发展到21000MW，直流电压由，直流电压由10kV提升提升到到500kV。 随着直流电缆制造水平和半导体器件制造工艺的随着直流电缆制造水平和半导体器件制造工艺的快速提升，高电压大容量的柔性直流输电系统将具快速提升，高电压大容量的柔性直流输电系统将具备应用于大规模输电网的能力。备应用于大规模输电网的能力。13内内 容容 提提 要要1 柔性直流输电的发展柔性直
