轻型高压直流输电技术及其前景展望

电压源换流器（VSC）作为轻型高压直流输电系统种交直流转换的核心部件，与传统高压直流输电（HVDC）系统中的换流器有着显著差异，其技术优势主要包括以下几点：
1、VSC电流能够自关断，可以工作在无源逆变方式，即不需要外加的换相电压，受端系统也可以是无源网络。而传统高压直流输电系统受端必须是有源网络。
2、正常运行时，VSC可以同时且相互独立控制有功功率、无功功率，控制更加灵活方便。而传统高压直流输电系统只能控制触发角，且不能单独控制有功功率或无功功率。
3、VSC不需要交流侧提供元功功率，而且能够动态补偿交流母线的无功功率、稳定交流母线电压。
4、在潮流反转时，VSC可以在直流电流方向反转时保证直流电压极性不变，从而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。
5、由于VSC交流侧电流可控制，因而不会增加系统的短路功率。
6、VSC通常采用SPWM技术，开关频率相对较高，经过低通滤波后就可得到所需交流电压，可以不用变压器，所需滤波装置容量也大大减小。
2 轻型高压直流输电技术在工程中的应用及前景展望
2.1 工程应用
以第一条投入商业运行的瑞典Gotland工程为例，它利用地下直流电缆代替架空线，克服了Gotland岛上难以安装架空线的困难，另外采用轻型高压直流输电技术,发电场内部交流系统的稳定性大大提高，而Gotland岛南部电网的电能质量和电压稳定性也得以提高。另外，轻型高压直流输电线路在小容量、远距离输送时也十分具有竞争力, 对于改善电网电能质量,降低系统短路电流、谐波污染也大有帮助。
2.2 前景展望
近年来，面对能源危机、金融危机以及人类对气候危机越来越清晰地认识，全球范围内新能源出现超常规发展态势。各国对新能源的投资大幅度增长，新能源产能也急剧扩大。尽管新能源发展受到金融危机的冲击，但前景依然看好。可再生能源发电是新能源发展的核心，风电、水电等是在技术和成本上最具竞争力的新能源形式。尽管短期内新能源还无法替代传统化石能源，但世界范围内资源的供需紧张以及全球为应对气候变化而对温室气体排放所做的限制为新能源发展铺就了宽广的道路。新能源技术的发展和市场的扩大超乎想象，许多可再生能源资源将逐渐变成商业项目。可以预见，新能源的利用在未来几十年内成为一个世界性的课题。
由于我国新能源分布不均衡，各地开发利用能力有限等因素限制，新能源仍然不能大量投入应用，但是开发整合趋势明朗，最明显的是西北部的风电资源和太阳能资源以及西南部的水电资源。因此，借助轻型高压直流输电系统，各种分布式能源可以通过并网的方式合理利用。图3为其并网方式。

图3 并网方式
由图3可以看出，在利用轻型高压直流输电技术以后，我们可以将各类小型发电机组整合，从而向电网提供更多的电力。同时，在电力需求较小的局部地区，我们可以将当地的新能源整合成一个小规模的发电机组，通过轻型高压直流输电技术向当地电网提供充足的电能保证当地能源的自给。
3 结论
本文介绍了一种新型的轻型高压直流输电技术，主要对其工作原理、核心部件及技术特点等进行简要介绍及分析。结合当前国内外新能源发展趋势，通过该技术与传统高压直流输电技术特点的对比，进一步明确了轻型高压直流输电技术在分散资源利用及整合方面的特殊作用。随着新能源的开发以及高压直流输电技术的不断完善，轻型直流输电技术必将在未来更多的得到应用。
4 参考文献
[1] 赵林平.柔性直流输电技术及其应用研究.现代企业文化 2009．21.
[2] 赵畹君.高压直流输电工程技术.中国电力出版社 2009.
[3] 周明宝,瞿文龙等.电力电子技术.机械工业出版社 1996.

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