柔性直流输电系统可靠性研究现状与展望.pdf

柔性直流输电系统可靠性研究现状与展望 傅守强，徐毅，陈蕾，陈翔宇，刘蒙，张立斌，高杨，刘素伊 （国网冀北电力有限公司经济技术研究院，北京西城，100038） 摘要：作为第三代直流输电技术，柔性直流以其卓越的性能， 对于柔性直流的可靠性研究，国外学者提出了 成为具有前瞻性和先导性的输电技术。由于研究时间较短， 包括中继站的 VSC-HVDC 直流系统可靠性模型， [1] 工程支撑较少，柔性直流输电系统的可靠性亟待深入研究。 并给出了工程应用简化模型 。我国对于柔性直流 可靠性的研究起步晚，理论研究有待深入，工程运 本文在梳理国内外柔性直流输电技术发展现状的基础上，结 [2] 行数据缺乏 。本文的研究内容是非常有意义以及 合特有的设备、结构，探讨柔性直流输电系统的关键设备及 必要的。 影响正常运行的关键因素。再者，通过对比常规直流输电系 本文从现状分析及未来展望两个层面出发，首 统可靠性评估技术，总结柔性直流输电系统可靠性评估技术 先介绍了影响柔性直流输电系统正常运行的关键 研究现状，并指出存在的不足及问题。最后结合工程应用对 因素；然后从设备级到系统级总结了常规直流输电 柔性直流输电系统可靠性评估研究的发展进行展望。 系统可靠性评估技术；着重介绍了柔性直流输电系 统可靠性评估技术的现状，并指出目前研究存在的 关键词：柔性直流输电 可靠性评估 可靠性模型 不足及问题；最后结合张北±500kV 柔性直流输电 1 引言 工程，对柔性直流输电系统可靠性的研究进行了展 柔性直流输电技术是在电压源换流器(VSC)技 望。 术和门极可关断晶闸管(GTO)及绝缘栅双极晶体管 (IGBT)等全控型功率器件基础上发展起来的新一 2 影响柔性直流输电系统运行的关键因素 代直流输电技术，采用可关断半导体器件(IGBT)和 2.1 难以快速清除直流侧故障电流 脉宽调制(PWM)技术是柔性直流输电与传统直流 传统高压直流输电系统在直流线路故障时，由 输电的本质区别。它代表了未来直流输电技术的发 于低压限流(VDCOL) 的调控作用以及平波电抗器 展方向，是一项具有前瞻性和先导性的输配电技术， 的限流，故障后电流会被限制在0.45~0.55 （标幺值）。 是实现可靠、经济、安全供电的重要手段之一。 对于瞬时性故障，可通过调节触发角使整流器工作 柔性直流输电系统由交流系统、直流系统和换 在逆变状态来消除故障电流，经过一段时间去游离 流站三部分构成，其主接线主要分为两电平、三电 后，系统重启动，恢复供电。 平和模块化多电平 （MMC ）。柔性直流控制保护系 对于采用两电平或三电平的VSC 拓扑结构的柔 统是系统能够正常运行的核心，用于实现系统正常 性直流工程，直流侧无平波电抗器，呈低阻抗特性。 运行的控制功能和故障下的保护功能。 直流线路故障时，