柔直電網(wǎng)恢復(fù)方法研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述目前，直流電網(wǎng)的故障處理與系統(tǒng)恢復(fù)大致可以分為三種技術(shù)思路[8]：交流側(cè)斷路器[9]：交流側(cè)斷路器和直流側(cè)隔離開(kāi)關(guān)相互配合。不足之處在于交流斷路器故障清除時(shí)間較長(zhǎng)。換流站拓?fù)鋄10-11]：閉鎖換流器或者改變其控制模式。該方法限制在于，換流器內(nèi)部的續(xù)流二極管在IGBT全部關(guān)斷以后將構(gòu)成一個(gè)不可控整流橋，無(wú)法有效限制短路故障電流。全橋或半橋拓?fù)湫枰娋W(wǎng)短時(shí)停電且通態(tài)損耗較高。直流斷路器：類似交流系統(tǒng)的斷路器，通過(guò)開(kāi)斷實(shí)現(xiàn)故障隔離和系統(tǒng)恢復(fù)。為快速解除限制并及時(shí)切斷直流故障并網(wǎng)電流，以有效維持直流高壓電網(wǎng)安全穩(wěn)定正常運(yùn)行并有效保護(hù)直流電網(wǎng)系統(tǒng)中的一些關(guān)鍵設(shè)備，高壓直流斷路器已經(jīng)成為有效甚至唯一的一種技術(shù)手段，是未來(lái)直流電網(wǎng)技術(shù)的重點(diǎn)研究方向[12-14]。表1.SEQ表\*ARABIC1三種方案比較性能指標(biāo)交流斷路器換流站拓?fù)渲绷鲾嗦菲鞲綦x時(shí)間長(zhǎng)中短通態(tài)損耗低高低制造成本低高高系統(tǒng)停運(yùn)是是否重啟難度大中小混合式高壓直流斷路器開(kāi)斷速度高，通態(tài)損耗低，是目前直流斷路器的首要選擇[15-18]。依托混合式直流斷路器，國(guó)內(nèi)外涌現(xiàn)出大量柔性直流電網(wǎng)工程，如張北柔直電網(wǎng)。目前基于直流斷路器的保護(hù)方案研究，在保護(hù)協(xié)調(diào)和故障識(shí)別等方面涉及頗多，而在系統(tǒng)恢復(fù)方面，基于混合式直流斷路器的重合閘策略也急需更多的研究。傳統(tǒng)的重合閘策略會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行以及電氣設(shè)備的安全產(chǎn)生一定的不良影響，需要進(jìn)一步探討優(yōu)化重合閘策略來(lái)解決這些問(wèn)題[19-20]。1.1特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)柔性直流輸電技術(shù)是一種以電壓源換流器、自關(guān)斷電力電子器件和直流脈寬調(diào)制等技術(shù)器件為主要基礎(chǔ)的新型直流輸電控制技術(shù)。與傳統(tǒng)高壓直流輸電技術(shù)相比，該輸電技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)主要有:可控性強(qiáng)，通過(guò)可控制開(kāi)通關(guān)斷的電力電子器件進(jìn)行完整的電路控制,無(wú)需高壓交流側(cè)大量提供無(wú)源換相電流,因此不存在發(fā)生換相失敗的可能性；由于電路可控性強(qiáng)，柔性直流電網(wǎng)輸電在高壓交流側(cè)可以無(wú)需大量提供無(wú)源電源支撐,占地面積大大減少。無(wú)源特性使得電網(wǎng)可向偏遠(yuǎn)孤島地區(qū)供電，即一個(gè)僅靠幾條小型輸電線路相連接的偏遠(yuǎn)區(qū)域小型供電網(wǎng)，解決了供電網(wǎng)架薄弱的偏遠(yuǎn)地區(qū)"最后一公里"供電問(wèn)題。全控型開(kāi)關(guān)器件的高次開(kāi)關(guān)諧波頻率極高，動(dòng)輒成千上萬(wàn)赫茲，僅僅只需少量高次開(kāi)關(guān)濾波器就能即可輕松完成高次過(guò)濾，避免了低次諧波對(duì)智能電網(wǎng)的嚴(yán)重污染。較高的功率潮流反轉(zhuǎn)速率。柔性直流輸電系統(tǒng)的電流可雙向流動(dòng)，同時(shí)直流工作電壓下的正負(fù)極保持不變。而且當(dāng)常規(guī)直流潮流翻轉(zhuǎn)時(shí),是直流電壓沿著極性方向反轉(zhuǎn),直流電流不反轉(zhuǎn)，方向保持不變。這個(gè)技術(shù)特點(diǎn)對(duì)于構(gòu)成多端供電系統(tǒng)至關(guān)重要，在直流并聯(lián)型多端直流輸電系統(tǒng)中,柔性直流輸電系統(tǒng)一般可以通過(guò)直接改變單端直流電流流動(dòng)方向方式來(lái)直接改變多端潮流的流動(dòng)方向。1.2原理結(jié)構(gòu)如圖1所示為一柔性直流輸電系統(tǒng)直流單線電路原理結(jié)構(gòu)圖，兩端的高壓換流站均全部采用直流VSC橋式結(jié)構(gòu)，它由高壓換流站、換流驅(qū)動(dòng)變壓器、換向穩(wěn)壓電抗器、交流電壓濾波器、直流電壓兼容器等六個(gè)部分共同組成。圖1.SEQ圖\*ARABIC1柔性直流輸電系統(tǒng)原理示意圖(1)電壓換流驅(qū)動(dòng)變壓器:這種換流驅(qū)動(dòng)變壓器為每個(gè)電壓源驅(qū)動(dòng)換流器提供合適的工作電壓,保證每個(gè)電壓源換流器能夠輸出最大的有功功率和無(wú)功功率。(2)交流濾波器:因高壓換流器母線輸出的柔性交流消除電壓中很有可能會(huì)包含有適當(dāng)一定量的柔性高次交流諧波,通常我們應(yīng)在高壓換流器的母線濾波處理上安裝適當(dāng)一定數(shù)量的柔性交流消除濾波器,由于所有需要交流濾除的都必須是柔性高次交流諧波,所以其工作體積和濾波容量都較小,這也使它是采用柔性直流高壓輸電控制系統(tǒng)的一個(gè)重要技術(shù)核心優(yōu)勢(shì)。(3)驅(qū)動(dòng)換向交流電抗器:換向是驅(qū)動(dòng)交流變壓系統(tǒng)和交變電壓源驅(qū)動(dòng)換流器之間直接進(jìn)行最大功率電流傳輸?shù)闹匾~帶,它在很多一大程度上直接決定了電源換流器的最大功率電流輸送控制能力以及進(jìn)行有功電流功率與無(wú)功功率的相互控制,同時(shí)也可以起到電流濾波的重要作用。(4)直流壓力電壓控制源頭和電力換流器兩種類型說(shuō)明vsc:vsc的廣泛的可使用性也使它成為是整個(gè)現(xiàn)代電力柔性直流電力穩(wěn)壓輸電控制技術(shù)完全區(qū)別于其他傳統(tǒng)柔性常規(guī)直流電力穩(wěn)壓輸電的關(guān)鍵組成部分,在電力變流器的橋臂中用三種基于可編程控制的新型電力柔性變流穩(wěn)壓電子管(IGBT、IGCT)直接集成取代了以往的晶閘管,使整個(gè)現(xiàn)代柔性電力變流穩(wěn)壓輸電控制系統(tǒng)更加安全可控。(5)直流穩(wěn)壓電容器:直流電壓源屬于換流器直流側(cè)儲(chǔ)電功能穩(wěn)壓元件,為高壓換流器端站提供直流側(cè)的電壓;同時(shí)它還可用于緩沖直流系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)電壓引起的直流側(cè)內(nèi)部電壓動(dòng)力波動(dòng),減少直流側(cè)上的電壓波動(dòng)紋波并為直流受電器端站系統(tǒng)提供直流側(cè)的電壓動(dòng)力支撐。1.3發(fā)展現(xiàn)狀2003年,中國(guó)才剛剛開(kāi)始對(duì)國(guó)內(nèi)柔性直流高壓輸電相關(guān)技術(shù)發(fā)展進(jìn)行深入研究,比歐美一些國(guó)家起步晚很多,不過(guò)中國(guó)的國(guó)內(nèi)柔性直流高壓輸電技術(shù)發(fā)展迅速,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)基本具備了從事柔性直流高壓輸電相關(guān)技術(shù)研發(fā)和輸電設(shè)備設(shè)計(jì)制造綜合能力,并已經(jīng)達(dá)到了多項(xiàng)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平。2011年7月,上海南匯風(fēng)電場(chǎng)大型柔性直流高壓輸電配套工程正式投運(yùn),這次也是亞洲首個(gè)獲批具有國(guó)家自主研發(fā)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型柔性直流輸電工程。2016年,中國(guó)公司自主開(kāi)發(fā)研制的、國(guó)內(nèi)最大供電容量的±800千伏大型柔性直流自動(dòng)輸電高壓換向節(jié)流閥閥控技術(shù)設(shè)備,順利成功通過(guò)閥控型式設(shè)計(jì)試驗(yàn),各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)均基本達(dá)到多項(xiàng)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平,打破了國(guó)外閥控企業(yè)在該技術(shù)領(lǐng)域的長(zhǎng)期閥控技術(shù)應(yīng)用壟斷。同年,當(dāng)時(shí)目前世界上對(duì)電壓控制等級(jí)最高、輸電系統(tǒng)容量最大的大型柔性直流高壓輸電單元工程——±500千伏"魯西背靠背直流工程"大型柔性直流輸電單元正式建成量產(chǎn)投運(yùn),這次也是目前世界上第一次成功采用基于常規(guī)和柔直輸電單元的直流并聯(lián)協(xié)調(diào)運(yùn)行控制模式,克服了傳統(tǒng)常規(guī)直流和高壓柔性直流的并聯(lián)協(xié)調(diào)控制、單元多臺(tái)高壓換流器運(yùn)行功率大和模塊多的功能限制等多個(gè)世界級(jí)技術(shù)難題,在我國(guó)柔性直流輸電領(lǐng)域成功建立運(yùn)行起一整套完全具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專業(yè)技術(shù)工程規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。目前,中國(guó)已有6個(gè)大型柔性直流電力輸電配套工程項(xiàng)目建成接入投運(yùn)。昆柳龍輸電工程集團(tuán)是目前世界上輸電容量最大的大型特高壓多端直流高壓輸電技術(shù)工程、世界規(guī)模首個(gè)大型特高壓多端輸電混合直流輸電工程、首個(gè)專業(yè)具備大型架空輸電線路直流高壓故障自動(dòng)化清除控制能力的大型柔性直流高壓輸電技術(shù)工程,憑借這一重點(diǎn)工程中國(guó)真正成功步入了全世界作為柔性直流高壓輸電工程技術(shù)行業(yè)引領(lǐng)者的行列。參考文獻(xiàn)[1]溫家良,吳銳,彭暢,王宇.直流電網(wǎng)在中國(guó)的應(yīng)用前景分析[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2012,32(13):7-12+185.[2]湯廣福,羅湘,魏曉光.多端直流輸電與直流電網(wǎng)技術(shù)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2013,33(10):8-17+24.[3]姚良忠,吳婧,王志冰,李琰,魯宗相.未來(lái)高壓直流電網(wǎng)發(fā)展形態(tài)分析[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2014,34(34):6007-6020.[4]姬煜軻,趙成勇,李承昱,熊巖,許建中,安婷.含新能源接入的柔性直流電網(wǎng)啟動(dòng)策略及仿真[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2017,41(04):98-104.[5]孫栩,曹士冬,卜廣全,王華偉,雷霄,盧斌先.架空線柔性直流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