含新能源接入的双极柔性直流电网运行特性研究与工程实践

摘要：柔性直流输电技术已成为高压大容量直流输电的重要发展方向，原因是主动无功的快速独立控制、交流侧独立相变电流和谐波含量低。考虑到两端和两端的柔性直流输电工程，有更多的文献可供研究，包括变换器数学模型、控制保护策略、起动策略、电磁暂态仿真加速模型和具有故障穿越能力的子模块拓扑结构。

关键词：新能源；直流电网；控制策略 引言

常见的新能源主要包括风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋潮汐能等，与传统能源相比，具有绿色环保、可再生性好等优点。新能源在开发技术上的成熟促进了新能源商业化的应用。各种新能源渐成规模和并网发电，对传统电网带来了一定的影响。需要采取适宜的应对策略，对传统电网供电调度进行重新规划，提高电网的利用效率。 1新能源发展的概况

新中国成立后，经济建设作为我国的重要任务之一，对煤、石油等化石资源的需求显著增加。随着电能的广泛应用，煤炭作为当时最易获取的资源，在很长的一段时间里，火力发电成为了最主要的发电方式。随后，我国的经济发展速度得到了世界的认可，但在发展过程中能源的使用量增加一倍。由于使用了不成熟的发电技术和环境治理技术，能量转化效率较低，且煤炭的过度使用排放了大量的有毒物质。经济发展和环境保护之间的不协调问题日益突出，经济发展步伐明显迟缓，为此我国提出了可持续发展战略，不断促进能源改革，改良发电技术提高能源转化率，并大力开发新能源，使环境和经济共同发展。目前，我国已形成多种能源结合的多元化能源体系。2012年，水电、风电、核电、太阳能等能源占一次能源消费比重已达到8.3%。 2直流电网的结构

直流电网是各直流端通过直流线路互联并组成具有网孔特征的电网。当电网源、网、荷均为直流设备时，直流电网表现为由各种电压等级的直流变压器及输配电直流线路组成的具有网孔特征的直流输电系统，考虑到交流电源和交流负荷的普遍性，即源、荷一般均为交流设备，直流电网往往嵌套在交流电网中，此时，直流电网通常表现为由实现交直流变换的换流站和具有网孔特征的直流线路组成的直流输电系统。

3柔性直流输电技术的特点及适用场合

基于电压源换流器的直流输电技术(VSC-HVDC)的概念最早由加拿大McGill大学的Boon-TeckOoi等人在1990年提出。其中，柔性换流器作为VSC-HVDC的核心设备，通常采用双向可控电子器件绝缘栅双极晶体管

(insulatedgatebipolartransistor,IGBT）。通过换流器的控制技术，电压源换流器可等效为幅值和相位都可控的电压源，可以迅速在PQ的4个象限内实现有功功率P和无功功率Q的独立控制；同时，由于柔性直流输电的换流器具有能够自主换相，可工作在无源逆变方式以及能向无源网络进行供电的特点，因此采用柔性直流输电技术可向孤岛和孤立的远距离负荷供电等；其次，柔性换流器即电压源换流器(voltagesourceconverter,VSC)不存在传统直流的无功补偿问题，无需配套大量的无功补偿设备和滤波器件，从而大大减小了换流站的占地面积，适合构成多端直流系统。这些显著特点使得柔性直流技术成为当下的研究热点，同时也成为最

具发展潜质的电力传输方式。

4电网运行中新能源接入的具体措施 4.1统一并网标准

目前我国对新能源的网络集成标准还不全面，还没有完全掌握电力系统稳定性和新能源并网发展对电能质量的影响。此外，不能对电网的调度和影响电网的因素进行合理的解释。因此，要改进风能发展和光伏发电相关设备，改进逆变器和控制器，提高技术方面的研究力，尽快提出目标解决方案，统一并网标准。 4.2重视电网规划中新能源发电接入工作

现阶段，在实际开展电网规划中的新能源发电接入时，首先也是最重要的就是要对新能源发电接入的电网规划给予充分的重视，要充分了解当前新能源发电对于我国社会发展的意义，从而在技术上、政策上对电网规划进行一定的倾斜，从而能够真正地满足新能源发电开发应用与新能源发电接入的实际需求。在目前我国的新能源发电开发过程中还存在许多的问题需要解决，进而有效优化、完善电网规划

4.3培养高素质的技术人才

科学技术方面要求电力行业不断培养高素质的技术人才，将技术问题造成的损失降到最低。例如，通过开发微网技术，确保独立电源循环这一类型分布式能源访问的安全性和稳定性，可以进一步提高电网的可靠性。此外，由于燃气类型的分布式能源在设备国产化、并网问题严重，传记能源设备建设成本太高，研究人员要加强研发，吸收国内外先进科技经验，提高设备水平，降低能源设备建设成本，合理规划相关并网问题，使燃气类型的分布式能源更好地发展。同时，要加大主动配电网技术、输电技术、继电保护技术、储能技术等科学力度，降低电网的影响。

4.4充分利用市场化手段，扩大新能源消纳空间

现阶段，通过应用市场化的手段有效平衡能源建设系统，不断完善运行机制，从而保证新能源发电的开发与应用，并且能够有效提升新能源的利用率和普及程度。市场化的手段有效地打破了各区域的贸易壁垒，有效引导新能源消纳空间的扩大，缓解当前新能源发电中存在的问题。同时，市场化的手段还可以从侧面对技术创新起到促进作用，有效促进技术的完善与进步。在当前我国新能源发电接入阶段，要合理利用市场化手段，有效拓展新能源消纳空间，真正提升新能源发电的利用效率。

4.5合理设置双回线路

电力系统在社会生产和人民正常生活中起着不可缺少的作用，实现能源的有效转换，成为能源出口的主要渠道，进一步促进新能源的广泛应用，降低我国能源应用压力，针对新能源的应用影响，在电网中合理设置双回路线路，基于这种新能源的访问特点，新能源接入较多的电网地区出现故障的频率很高。在发生输电故障的情况下，单线往往直接影响整个系统的运行，因此，为了保证运行稳定性，可以在部分地区设置双电路线路，有效地防止孤岛效应的发生，提高电力运输的稳定性。设置双电路线路后，新能源的一条运输线发生故障时，新能源可以利用另一条线路正常运输，维持供电频率的稳定性。 结束语

随着化石能源的快速消耗和人们环境意识的提高，新能源的开发受到了全世界的重视。中国新能源产业发展水平处于世界领先地位，但仍存在阻碍新能源产业持续发展的问题。要加强技术人员的培养，改善新能源发电技术，利用其他行业的

先进技术，解决发展过程中可能出现的影响电网安全的问题。在发展新兴技术的同时，要扩大新能源产品的市场，强调新能源的优势。 参考文献

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