國(guó)網(wǎng)寧德供電公司 福建寧德 352100

1 VSC-MTDC輸電技術(shù)概述

VSC換流站并聯(lián)連接，并且整個(gè)直流網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行在同一電壓下的MTDC輸電系統(tǒng)。并聯(lián)型VSC-MTDC主要分為放射式和環(huán)網(wǎng)式2種接線方式，其各VSC之間的功率分配主要靠改變換流站的直流電流實(shí)現(xiàn)。通常由1個(gè)主導(dǎo)VSC控制整個(gè)直流網(wǎng)絡(luò)直流電壓，其他VSC的電流變化由該站來平衡。如下圖1（a）、（b）分別為放射式和環(huán)網(wǎng)式并聯(lián)VSC-MTDC輸電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。

2 VSC-MTDC發(fā)展現(xiàn)狀

VSC-MTDC工程實(shí)例。國(guó)內(nèi)VSC-MTDC輸電工程實(shí)例。我國(guó)雖然在柔性直流輸電工程技術(shù)研究與應(yīng)用方面起步較晚。但從2006年開始，國(guó)內(nèi)許多研究單位及時(shí)把握住了柔性直流輸電技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，在基礎(chǔ)理論研究、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、核心設(shè)備研制、試驗(yàn)?zāi)芰ㄔO(shè)、工程系統(tǒng)集成等方面取得了許多自主創(chuàng)新成果，通過近幾年的快速發(fā)展，我國(guó)在柔性直流輸電技術(shù)研究和工程應(yīng)用等方面已達(dá)到世界先進(jìn)水平[1]。

在多端柔性直流方面，我國(guó)更是取得了巨大的成就，已有兩項(xiàng)多端柔性直流輸電工程：南澳多端柔性直流輸電工程和舟山多端柔性直流輸電工程。南澳多端柔性直流輸電工程是由南方電網(wǎng)公司建設(shè)的世界上第一個(gè)多端柔性直流輸電示范工程，它由三個(gè)換流站并聯(lián)構(gòu)成，采用的是模塊化多電平（MMC）技術(shù)，直流電壓等級(jí)為±160kV，傳輸容量200MW。該工程主要用于海上風(fēng)電并網(wǎng)，分別在廣東汕頭南澳島上的青澳、金牛各建設(shè)一座風(fēng)電送端換流站，在大陸澄海區(qū)建設(shè)一座風(fēng)電受端換流站，三個(gè)站容量分別為5萬kW、10萬kW和20萬kW，建設(shè)直流電纜混合輸電線路40.7km。

3 VSC-MTDC的應(yīng)用前景

3.1 風(fēng)電、光電等新能源并網(wǎng)

太陽能和風(fēng)能都是間歇性能源，且一般遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，在長(zhǎng)距離大容量電力輸送方面，相比于交流輸電直流輸電更具有經(jīng)濟(jì)性，因此多端柔性直流輸電是必不可少甚至是唯一解決此類問題的技術(shù)手段。另外柔性直流輸電既能提高風(fēng)電機(jī)組抵御電網(wǎng)故障擾動(dòng)的能力，減少風(fēng)電機(jī)組的停運(yùn)率；又能提高風(fēng)電機(jī)組對(duì)風(fēng)速的適應(yīng)能力，能夠在更大風(fēng)速范圍內(nèi)保持發(fā)電運(yùn)行，南澳多端柔性直流輸電提高了海上風(fēng)電利用率5%-10%。隨著越來越多的多端柔性直流輸電工程的成功運(yùn)行，VSC-MTDC將成為地區(qū)電網(wǎng)消納新能源的重要技術(shù)手段。

3.2 孤立海島以及鉆井平臺(tái)的供電

海島供電是多年來影響海島經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的主要問題之一。長(zhǎng)久以來，一些有常住人口的海島由于遠(yuǎn)離大陸，海島上的小型供電系統(tǒng)無法與大陸大電網(wǎng)并網(wǎng)，海島居民無法享用大電網(wǎng)的低價(jià)電源。另外海島及海上鉆井平臺(tái)負(fù)荷較小，波動(dòng)較大，燃料及資源利用不合理，因此海島電價(jià)過高，電力供應(yīng)可靠性較低，而VSC-MTDC可以解決這些問題，讓海島居民享受低價(jià)電。

3.3 大電網(wǎng)的非同步聯(lián)網(wǎng)

不同頻率的電網(wǎng)限制了兩個(gè)區(qū)域之間的電力交易，VSC-MTDC通過換流技術(shù)將不同頻率的交流電都轉(zhuǎn)化為直流，可以作為系統(tǒng)間聯(lián)絡(luò)線，用于實(shí)現(xiàn)不同步或不同頻率的兩個(gè)交流系統(tǒng)的互聯(lián)；此外由于VSC-MTDC能對(duì)自身電流進(jìn)行快速控制，因此可用來限制互聯(lián)系統(tǒng)的短路容量。雖然目前VSC-MTDC在容量上還有一定的限制，但是隨著其技術(shù)的發(fā)展，未來跨國(guó)以及跨區(qū)域間不同頻率電網(wǎng)互聯(lián)會(huì)變得越來越普遍[2]。

3.4 大型城市供配電

由于特大城市對(duì)環(huán)境和占地極為關(guān)注，電廠從市中心轉(zhuǎn)移和從外地輸入大量電力的趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)。VSC-MTDC應(yīng)用于城市中心供電的優(yōu)越性在于：可以快速控制有功功率和無功功率，解決電壓閃變問題，改善供電的電能質(zhì)量，防止敏感設(shè)備因電能質(zhì)量問題造成的經(jīng)濟(jì)損失；多端柔性直流輸電可采用地埋式直流電纜，不會(huì)影響市容；又由于VSC-MTDC一般采用雙極電纜布置，電纜磁場(chǎng)幾乎降到零，對(duì)電磁環(huán)境的影響較小，因此可滿足城市中心負(fù)荷的需求和環(huán)保節(jié)能的要求[3]。

4 結(jié)語

目前，多端柔性直流輸電系統(tǒng)的研究大多是以簡(jiǎn)化系統(tǒng)為研究對(duì)象，使用電磁暫態(tài)仿真工具研究較小網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式和控制策略。但對(duì)多端直流輸電并網(wǎng)后交直流一體化混聯(lián)電網(wǎng)的運(yùn)行方式、大電網(wǎng)背景下的多端柔性直流特性和交直流電網(wǎng)相互影響等問題鮮有深入、系統(tǒng)地研究。