前言

乌东德电站送电广东、广西特高压多端柔性直流示范工程线路是中国南方电网公司深入落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略，举全网之力，向建党100周年献礼的重要工程。乌东德工程全部建成后，每年可以增加输送西部清洁水电330亿kW·h，相当于减少标煤消耗约1000万t，减排二氧化碳2660万t。

作为世界第七大水电站——乌东德水电站的主要送出“大动脉”，该工程从云南出发，跨过1452km的高山河湖，把电站丰沛的水电能源分别送往广东和广西的用电负荷中心。这一工程在科技创新上取得了重大的突破，是我国首个特高压多端直流示范工程，是世界上首个特高压柔性直流工程，也是目前世界上电压等级最高、输送容量最大的多端混合直流工程。在此之前，世界上柔性直流工程的最高电压等级为±500kV，该工程则提升到前所未有的±800kV。世界特高压输电技术从此迈进柔性直流的新时代。

柔性直流输电技术在交流系统故障时，只要换流站交流母线电压不为零，系统的输送功率就不会中断，这在一定程度上避免了潮流的大范围转移，因此对交流系统的冲击比传统直流输电线路要小得多，是实现直流异步联网的有效手段，从根本上解决了传统交直流并联运行可能引起交流系统暂态失稳的问题。柔性直流输电技术可以消除采用传统直流输电技术进行高压远距离大功率输电的发展瓶颈，其突出优点在于：运行时不需要配置相当比例的昂贵无功补偿装置；不增加受端电网的短路电流水平，破解了交流线路因密集落点而造成的短路电流超限问题；大区电网之间采用直流线路异步互联，完全破解了所谓的“强直弱交”问题，避免了交直流并联输电系统直流线路故障时，潮流大范围转移而引发的连锁性故障。

我国能源和负荷中心逆向分布，水电、煤电以及风电和太阳能资源等主要集中在西南部、西北部和北部地区，而负荷中心主要集中在中东部经济发达地区，为实现资源优化配置，解决煤电运力矛盾，促进新能源开发应用，保障国家能源安全供应，必须大力采用“电压等级高、输送容量大、送电距离长、运行损耗小”的输电技术，以实现西电东送和南北互供的电力分配格局。如内蒙古呼盟地区煤炭资源丰富，是我国重要的火电基地。未来为实现大规模的火电资源外送，可采用1个送端、2个受端的方式，将一部分电力送入辽宁负荷中心消纳，同时，将另一部分电力送入华北负荷中心（京津唐地区）消纳。展望未来，西藏水电将是我国今后重要的接续能源，其开发规模巨大，但输电走廊紧张，且藏东三江上游的单个水电规模较小，因此可利用多端直流输电形成多个送端的优势，将三江上游规模较小的电源汇集，通过多端直流输电方式送至多个受端，形成多送端、多受端的直流输电系统。因此，柔性直流输电技术将在我国西南水电、北部煤电以及远期的西藏水电的远距离、大容量电力输送中发挥重要作用，具有重大的发展潜力和应用前景。

受器件开发和造价成本的限制，目前世界上柔性直流输电工程的输送容量都不太大，多用于短距离小容量电力传输或不适合应用交流输电的场合。随着受端多直流馈入问题日显严重、深海风电开发需求及无源弱系统地区送电规模的增加，迫切需要开发大容量柔性直流输电技术以满足现实需要。伴随高电压等级直流电缆、直流断路器和大电流IGBT器件的开发，柔性直流设备成本的下降，柔性直流输电技术将在远距离、弱系统、大容量输电领域发挥作用。在柔性直流输电技术完全成熟之后，可以构建柔性直流大电网，与交流电网互联运行。高压大容量柔性直流输电技术的应用将对我国未来电网的发展方式产生深远影响，并将成为坚强智能电网的重要组成部分。

本书在写作过程中，得到中国南方电网超高压输电公司、南方电网科学研究院、华中科技大学、武汉智能装备工业技术研究院有限公司、西安西电电力系统有限公司等多家单位的大力支持，特别感谢中国西电集团公司首席科学家苟锐锋教授级高级工程师，IEC SC22F主席、西安高压电器研究院有限责任公司周会高教授级高级工程师，IET FELLOW、华中科技大学电气与电子工程学院胡家兵教授，武汉大学电气与自动化学院陈红坤教授等专家对本书初稿的审阅及斧正；同时，要感谢华中科技大学张紫珊、王可立、周颖等同学对本书图表的协助整理工作。

编者谨向其他关心和帮助过本书编写的专家和朋友致以由衷的谢意，并感谢机械工业出版社在书稿校对、插图、版式设计等方面所提出的宝贵意见和所做的大量工作。

由于编者水平有限，书中疏漏和不妥之处在所难免，敬请各位读者批评指正。

编者