全球首个“±800千伏特高压多端柔性直流工程” 正式投产

特高压电网是指1000kV及以上交流电网或±800kV及以上直流电网。输电电压一般分高压、超高压和特高压。国际上，高压(HV)通常指35~220kV的电压;超高压(EHV)通常指330kV及以上、1000kV以下的电压;特高压(UHV)指1000kV及以上的电压。高压直流(HVDC)通常指的是±600kV及以下的直流输电电压，±800 kV及以上的电压称为特高压直流输电(UHVDC)。

特高压电网具有远距离、大容量、低损耗、占用土地少，输电能力可达到500千伏超高压输电的2.4倍—5倍。被称为“电力高速公路”。超高压输电网和高压输电网以及特高压直流输电高压直流输电和配电网构成的分层、分区、结构清晰的现代化大电网。

7月31日，昆柳龙直流工程调试通过，正式投产。全球第一条±800千伏特高压多端柔性直流输电“高速路”，横跨云南、贵州、广西、广东四省区。首次采用特高压多端混合直流系统，送端是常规直流，两个受端是柔性直流。创造十多项世界第一，包括世界上第一个±800kV特高压柔性直流输电工程，世界上单站容量最大的柔性直流输电工程，世界上第一个具备架空线路故障自清除及再启动能力的柔性直流输电工程等。

南方电网公司牵头，集中南网科研院和南方电网超高压公司的技术力量，联合国内科研院所、高校、设备厂家通力合作，围绕特高压柔性直流拓扑结构、控制保护系统以及IGBT元器件、柔性直流变压器等关键设备和核心技术进行攻关。　从概念到具体方案，从研究设计到实施，科研攻关团队在特高压柔性直流、多端直流系统技术、设备制造和试验技术、安装运行技术等领域取得了多项重大突破和技术成果，解决了一批世 界 级难题。

多端高压直流输电系统

是三个及以上高压直流输电换流站和连接它们的高压直流线路组成的高压直流输电系统通过一定联结方式构成的输电系统，当其中的一个换流站退出运行，并不会像两端柔性直流输电系统那样必须停机，它在功率协调控制下，其它换流站之间仍然可以交换功率，只是系统的平衡工作点发生了转移。其不仅具有两端柔性直流输电的优点，而且还具有其独特的优势。

多端直流输电系统能够实现多点供电以及多点受电，它并不是两端直流输电进行简单的叠加，一般多端直流输电的拓扑结构包括串联、混联、放射式并联和环网式并联。由于多端直流输电系统的设备制造、控制保护、模型与计算等相对两端直流输电系统更为复杂，许多关键问题也尚未得到合理解决，因此深入研究相关问题，使之理论成熟继而实现工程化将是未来工作的重点，具有重大的理论和工程意义。

柔性直流输电技术

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。 基于电压源换流器的高压直流输电技术是一种以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制(PWM)技术为基础的新型输电技术，该输电技术具有可向无源网络供电、不会出现换相失败、换流站间无需通信以及易于构成多端直流系统等优点。

柔性直流输电系统中两端的换流站都是利用柔性直流输电，由换流器和换流变压设备，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。

柔性直流输电是构建智能电网的重要装备，与传统方式相比，柔性直流输电在孤岛供电、城市配电网的增容改造、交流系统互联、大规模风电场并网等方面具有较强的技术优势，是改变大电网发展格局的战略选择。柔性直流输电还将面临如何实现高电压、大功率、架空线使用、混合结构直流输电等方面的挑战。将通过进一步的研究和试点，使该技术在大规模风电场接入系统、实现区域联网提高供电可靠性、缓解负荷密集地区电网运行压力等更多领域得到应用。

换流站

是在高压直流输电系统中，为了完成将交流电变换为直流电或者将直流电变换为交流电的转换，并达到电力系统对于安全稳定及电能质量的要求而建立的站点。换流站中应包括的主要设备或设施有：换流阀、换流变压器、平波电抗器、交流开关设备、交流滤波器及交流无功补偿装置、直流开关设备、直流滤波器、控制与保护装置、站外接地极以及远程通信系统等。换流站的控制调节和保护系统实现下列功能：停、送直流功率，控制电力潮流的方向，调节潮流的数量和其他电气参量，处理和限制换流阀非正常运行和交、直流系统干扰所造成的影响，保护换流站的设备，以及监测换流站的各种参量。

换流站及直流输电系统的运行性能和安全可靠程度与控制调节系统的性能和可靠程度密切相关，对整个电力系统的运行也有重要的影响。所以换流站的控制调节和保护系统是换流站的智能部分，其发展趋向是采用微机技术。

换流阀

由晶闸管、阻尼电容、均压电容、阻尼电阻、均压电阻、饱和电抗器、晶闸管控制单元等零部件组成。是直流输电工程的核心设备，通过依次将三相交流电压连接到直流端得到期望的直流电压和实现对功率的控制，其价值约占换流站成套设备总价的22～25%。主要的技术难点在于：换流阀暂态仿真模型的建立;换流阀高电位整体屏蔽和屏蔽性能的研究;换流阀绝缘配合、局部放电水平的控制与抑制技术;换流阀关键器件的开发研制;换流阀阀冷却、光电转换技术、控制和均压技术的集成;换流阀型式试验方法的研究。

控制保护系统

是在测量系统和预警系统的基础上实现设备保护、系统保护和其他自动控制功能。控制保护系统的功能主要是根据数据在线分析稳定性, 包括暂态功角稳定、小信号稳定、频率稳定、暂态与长期电压稳定、低频振荡、次同步振荡, 确定实时输电能力, 分析相继故障风险, 以及优化控制决策，即确保事故停堆，又可避免因仪器故障引起的误动作。

直流变压器

有两种基本类型，即输出稳压的DC-DC变换器和输出电压随输入调节的“直流变压器”。直流变压器和交流变压器类似，将一种直流电压变换成另一种或多种直流电压;通过高频斩波、变压器隔离、高频整流来实现一种直流电压到与之成正比的另一种或多种直流电压的变换，可用于功率传输和电压检测等场合。按变换器能量传输能力的角度，直流变压器可以分为单向直流变压器和双向直流变压器;此外通过直流变压器的并联与串联组合可以构成组合式直流变压器。

新闻来源：南方电网

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