1.2 柔性直流与常规直流的比较

传统直流输电（简称“常直”）系统基于电流源换流技术，主要应用于大容量远距离电能外送，与交流输电系统相比具有无法替代的优势，在海底电缆输电和交流电网互联等领域也得到了广泛的应用。目前，该技术已经十分成熟，我国±800kV特高压直流输电工程已经矗立在世界直流输电技术的制高点上。同时，我国又是直流输电技术和项目应用最多的国家，±500kV直流和±800kV直流输电工程的应用，很好地解决了西电东送、北电南送的能源输送格局，推动了我国经济和社会的发展。

目前广泛采用的电流源型高压直流输电技术由于晶闸管阀关断不可控，存在以下固有缺陷：

1）只能工作在有源逆变状态，且受端系统必须有足够大的短路容量，否则容易发生换相失败。

2）换流器运行时要产生大量低次谐波。

3）换流器需吸收大量无功功率，需要大量的滤波和无功补偿装置。

4）换流站占地面积大、投资大。

随着电力电子器件和控制技术的发展，换流站采用IGBT、IGCT等器件构成电压源型换流装置（VSC，通常也用于指代柔性直流）进行直流输电成为可能。这种技术采用可关断电压源型换流器和PWM技术进行直流输电，相当于在电网接入了一个阀门和电源，可以有效控制其通过的电能，隔离电网故障的扩散，还能根据电网需求，快速、灵活、可调地发出或者吸收一部分能量，从而优化电网潮流分布、增强电网稳定性、提升电网的智能化和可控性。它很适合可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、城市电网供电和异步交流电网互联等领域。因此，根据国家中长期科技发展规划和“十二五”发展规划纲要，发展直流输电技术，建设新一代直流输电联网工程，促进大规模风力发电场并网，满足持续快速增长的能源需求和能源的清洁高效利用，增强自主创新能力，符合我国经济发展规律，以及电力工业发展规律、市场需求和电网技术发展方向。目前，世界各国充分认识到柔性直流输电在可再生能源和智能电网建设中的重要作用，工程应用开始呈现快速增长趋势。

截至2018年年底，全世界共155项直流输电工程在运行，其中基于晶闸管器件的常规直流LCC-HVDC（常规直流，有时简称LCC）包括电触发晶闸管型（ETT）和光触发晶闸管型（LTT），占70%，基于IGBT器件的柔性直流VSC-HVDC（柔性直流，有时简称VSC）占21%；其余为混合型（少数类型未知）。同时，在建直流输电工程49项，其中VSC占近50%（见图1.7）。（资料数字来源于CIGRE B4工作组）

将常规直流和柔性直流的技术特点做一个简单的对比，见表1.3。

以乌东德工程为例，研究结果显示在相同交流故障下，直流受端采用VSC相比采用LCC具有明显的穿越交流系统故障能力（见图1.8）。

柔性直流输电除具有传统直流输电的技术优点外，还具备有功和无功功率单独控制、可以黑启动、对系统强度要求低、响应速度快、可控性好、运行方式灵活等特点。目前，大容量柔性高压直流输电技术已具备工程应用条件，将对我国未来电网发展方式产生重要影响。其优点归纳如下：

1）系统具有两个控制自由度，可同时调节有功功率和无功功率。当交流系统故障时，既可提供有功功率的紧急支援，又可提供无功功率紧急支援，这样既能提高系统功角稳定性，还能提高系统电压稳定性。

2）系统在潮流反转时，直流电流方向反转而直流电压极性不变，这个特点有利于构成既能方便地控制潮流又有较高可靠性的并联多端直流系统，以便于实现多端之间的潮流自由控制。

3）柔性直流输电交流侧电流可被控制，不会增加系统的短路功率。

4）对比传统直流输电方式，柔性直流输电采用多电平技术，无须滤波装置，占地面积很小。

5）各站可通过直流线路向对端充电，并根据直流线路电压采取不同的控制策略，因此换流站间可以不需要通信。

6）柔性直流输电具有良好的电网故障后快速恢复控制能力。

7）系统可以工作在无源逆变方式，为无源系统供电。