第１卷第２期２０１３年１２月
文章编号：２０９５－５９４４（２０１３）０２．００２２．０５
智能电网
ＳｍａｒｔＧｒｉｄ
、，０１．１Ｎｏ．２Ｄｅｃ．２０１３
中图分类号：ＴＭ７２文献标志码：Ａ
舟山多端柔性直流输电技术及应用
吴浩，徐重力，张杰峰，朱雷鹤，谭小兵，魏强
（浙江省送变电工程公司，浙江省杭州市３１００１６）
ＶＳＣ－ＭＴＤＣＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
（Ｚｈｅｊｉａｎｇ
ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄＩｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＺｈｏｕｓｈａｎ
ＷＵＨａｏ，ＸＵＺｈｏｎｇｌｉ，ＺＨＡＮＧＪｉｅｆｅｎｇ，ＺＨＵＬｅｉｈｅ，ＴＡＮＸｉａｏｂｉｎｇ，ＷＥＩＱｉａｎｇ
ＥｌｅｃｔｒｉｃＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｈａｎｇｚｈｏｕ
３１００１６，ＺｈｅｊｉａｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ）
ｉｓ
ｎｅｗｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆＤＣ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｍｕｌｔｉ－ｔｅｒｍｉｎａｌ
ｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｂａｓｅｄ
ｏｎ
ｖｏｌｔａｇｅ
ｓｏｕｒｃｅ
ｃｏｎｖｅｎｅｒ（ＶＳＣ—ＭＴＤＣ）ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
ａ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｔａｉｌｓｔｈｅＶＳＣ－ＭＴＤＣｉｎｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｓａｎｄｗｅａｋｎｅｓｓｅｓｏｆｔｈｅｓｅｒｉｅｓ
ｔｏｐｏｌｏｇｙａｎｄｂａｓｉｃｃｏｎｔｒｏｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ．Ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｉｓｍａｄｅ
ＶＳＣ—ＭＴＤＣａｎｄｐａｒａｌｌｅｌＶＳＣ—ＭＴＤＣ．Ｉｔｆｏｃｕｓｏｎｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｆｉｖｅ
ｓｔａｔｕｓ
ＶＳＣ—ＭＴＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｉｎＺｈｏｕｓｈａｎ．ＴｈｒｏｕｇｈｔｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＶＳＣ—ＭＴＤＣｒｅｓｅａｒｃｈ
ｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓｉｓｗｉｄｅｉｎＶＳＣ－ＭＴＤＣ．ＫＥＹ
ａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｉｔｉｓ
ＷＯＲＤＳ：ｖｏｌｔａｇｅｓｏｕｒｃｅｃｏｎｖｅｎｅ（ＶＳＣ）；ｆｌｅｘｉｂｌｅ
ｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ｍｕｌｔｉ—ｔｅｒｍｉｎａｌ
ｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
摘要：多端柔性直流输电是新一代直流输电技术，对其从拓扑结构、基本控制原则作全面分析，对比分析串联多端柔性直流输电与并联多端柔性直流输电的优势与不足，并重点研究舟山５端柔性直流输电的技术特点。多端柔性直流输电的国内外研究现状及工程应用表明其应用前景广泛。
关键词：电压源换流器：柔性直流输电；多端直流输电
０
引言
随着我国经济持续发展和电网的建设，在“十
也可作为逆变站运行，运行方式更加灵活，能够充
分发挥直流输电的经济性和灵活性［６。１１。
多端柔性直流输电（ＭＴＤＣ
ｂａｓｅｄ
ＶＳＣ，
ｏｎ
二五”期间，我国电力发展将以合理发展速度加强
全国电网总体资源结构优化等为主。传统的高压输电容易出现换相失败等弊端。柔性直流输电是由可关断电力电子器件一一绝缘栅双极型晶体管
（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ．ｇａｔｅｂｉｐｏｌａｒｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＩＧＢＴ）组成的电压
ＶＳＣ．ＭＴＤＣ）是由ＶＳＣ换流器构成的多端直流系
统，它不仅具有上文所述的２端柔性直流输电系统的特点，而且具有上文所述的多端系统的特点［１２。１４１。ＶＳＣ—ＭＴＤＣ将为电网提供更多的新型互联模式，为城市直流供电的多落点受电提供新思路，为其他形
式的新能源接入电网提供新方法。
１
１．１
源换流器（ｖｏｌｔａｇｅ
ｓｏｕｒｃｅ
ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ｖｓｃ）所构成的
新一代直流输电技术【ｌ。５］。柔性直流输电系统传输的有功功率可以从负至正平滑变化，且在潮流反转时
多端柔性直流输电的拓扑结构和控制原则
多端柔性直流输电的拓扑结构
根据运行条件和设计要求的不同，在ＶＳＣ．ＭＴＤＣ
不需改变直流正负极线电压的方向，不涉及大量的开关操作，只需改变电流方向。同时，柔性直流输电有功和无功功率独立控制，运行方式灵活，柔性直流换流站甚至可运行在零有功功率的状态下。
多端直流（ｍｕｌｔｉ—ｔｅｒｍｉｎａｌ
ｄｉｒｅｃｔ
系统中，有并联和串联２种接线方式【１４】。对于某些特殊场合也存在既有串联又有并联的混合式多端直
流输电系统。
１）并联型ＶＳＣ—ＭＴＤＣ输电。
并联型ＶＳＣ—ＭＴＤＣ输电系统是指各ＶＳＣ换流站并联连接，运行在同一直流电压下的ＭＴＤＣ输电
ｃｕｒｒｅｎｔ，ＭＴＤＣ）
输电由３个及以上个换流站及连接换流站的高压直流输电线路所组成。它与交流系统有３个或３个以上的连接端口，能够实现多个电源区域向多个负荷
中心供电，比采用多个２端直流输电更为经济。多端直流输电系统中的换流站既可作为整流站运行，
基金项目：国家工程项目（浙发改能源［２０１２１１４４８）。
系统，包括放射式、环网式２种接线，其各ＶＳＣ换流站之间的功率分配主要靠改变换流站的直流电流实现，由１个换流站控制直流电压，其他换流
第１卷第２期智能电网
２３
站的电流变化由该站来平衡。图１为并联ＶＳＣ—ＭＴＤＣ输电系统的单接线示意图。
串联型ＶＳＣ—ＭＴＤＣ输电系统是指各ＶＳＣ换流站串联连接，流过同一直流电流的ＭＴＤＣ输电系
统，其１个换流站控制电流，其他换流站的电压变
化由该站来平衡。图２为串联ＶＳＣ—ＭＴＤＣ输电系
统的单接线示意图。
（ａ）放射式
（ｂ）环网式
图１并联ＶＳＣ．ＭＴＤＣ输电系统示意图Ｆｉｇ．１ＤｉａｇｒａｍｏｆｐａｒａｌｌｅｌＶＳＣ－ＭＴＤＣ
图２串联ＶＳＣ．ＭＴＤＣ输电系统示意图
Ｆｉｇ．２ＤｉａｇｒａｍｏｆｓｅｒｉｅｓＶＳＣ－ＭＴＤＣ
ＶＳＣ．ＭＴＤＣ输电系统的并联与串联接线方式
各有优缺点，如表１所示。
２）串联型ＶＳＣ．ＭＴＤＣ输电。
表１
Ｔａｂ．１
２种多端柔性直流输电方式的比较
ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｄｏｕｂｌｅｋｉｎｄｓｏｆＶＳＣ—ＭＴＤＣ
１．２多端柔性直流输电的控制原则
略。主控制器的主要作用是向各个换流站提供合适
２端直流输电系统的基本控制模式原则上均可移植到多端直流系统中。并联式ＶＳＣ—ＭＴＤＣ系统的基本控制方式有定电流模式、电压限制模式、最小关断角模式及分散控制模式这４种。串联式
ＶＳＣ—ＭＴＤＣ系统的基本控制方式有定触发角模式、定熄弧角模式这２种。
的电流或电压指令来维持系统平衡。协调控制器的主要作用是协调各换流站的电流分配以及保证整个直流输电网络工作在同一直流电压中，其中电流分配通过电流平衡控制器实现，而直流电压则通过ＰＩ控制模块实现【悼”Ｊ。
２端柔性直流输电的控制系统通常包括主控
制、极控制和阀组控制。功率控制、阻尼控制和站
２舟山５端柔性直流输电技术的特点
２．１
舟山５端柔性直流输电的拓扑结构
舟山多端柔性直流示范工程是目前已经运行
间信号交换由主控制完成；直流电流指令的配合、变压器抽头控制由极控制完成；与阀组相关的闭环
控制功能，如定电流调节、定电压调节、定关断角调节及定触发角调节等由阀组控制完成。与双端柔性直流输电系统相比，ＶＳＣ—ＭＴＤＣ输电系统中各换流站间协调控制是重要技术之一。通常，ＶＳＣ—ＭＴＤＣ输电控制由主控制器及以上的高层控制获
的最高电压等级（－－＋２００ｋＶ），且是世界上首个５端柔性直流示范工程，科技含量高，安装工序复杂，
安装工艺要求高。
本工程在舟山本岛、岱山岛、衢山岛、洋山岛及泗礁岛分别建设定海换流站、岱山换流站、衢山换流站、洋山换流站和泗礁换流站，并通过定海换
得各个换流站间相互协调的控制命令，并将其分别传送给各个换流站控制器、极控制器及各桥控制器，形成ＶＳＣ．ＭＴＤＣ输电系统的分级协调控制策
流站一岱山换流站直流输电线路、岱山换流站一衢山换流站直流输电线路、岱山换流站一洋山换流站直流输电线路和洋山换流站一泗礁换流站直流输
２４
吴浩等：舟山多端柔性直流输电技术及应用
、，０１．１Ｎｏ．２
电线路构建５端柔性直流输电系统，其拓扑结构为并联放射型网络，任一端换流站退出运行时系统仍能不间断安全运行，即具备任意一端故障退出仍稳
２．２直流运行方式
柔性直流输电的运行方式与系统级控制方式
密切相关，具有较强的灵活性和可操作性。系统级控制方式根据其控制量的性质可以分为２大类：
１）有功类控制。主要功能是通过换流站直接控制注入到交流系统的有功功率或者间接调节与
有功功率相关的物理量，主要包括有功功率控制、直流电压控制和孤岛控制。
２）无功类控制。主要功能是通过换流站直接
定运行的能力，具有较强的可靠性和稳定运行能力。本工程直流系统与各岛屿间交流联网线路互为备用，在任一端换流站退出运行的情况下，可通过
交流联网线路保证各岛屿的可靠供电。多端柔性直流换流站接入后舟山地区网络拓扑如图３所示。
＿：ｌ＝家湾
９
一－…
嵊泅县调
控制注入到交流系统的无功功率或者间接调节与无功功率相关的物理量，主要包括无功功率控制和
交流电压控制。
换流站不能同时选取２个有功功率类或无功功率类的控制量，只能在２类控制量中各取其一，同
时必须有一端采用定直流电压控制，以平衡直流系统中传输的功率。此外，当多个换流站处于同一个无源网络时，有且仅有１个换流站进行孤岛控制。
根据交直流电网实际情况，舟山５端柔性直流中
图案直换流站：一地区局、区属甲他技县市Ｊ１１ｊ：◎２２０ｋＶ变电所：
Ｏ
定海站和岱山站必须具备定直流电压控制的能力。根
据定直流电压换流站选取的不同，５端柔性直流系统典型运行方式分２大类，如表２、３所示。舟山５端柔性直流工程投产后典型运行方式如表４所示。
１１０ｋＶ变电所；——传输容醛１０Ｇｂ／ｓ：…．｛々输容｝扛２．５Ｇｂ／ｓ。
图３多端柔性直流换流站接入后舟山地区的网络拓扑图
Ｆｉｇ．３
ＶＳＣ—ＭＴＤＣｔｏｐｏｌｏｇｙｉｎＺｈｏｕｓｈａｎ
表２
Ｔａｂ．２
５端柔性直流典型运行方式１
ｏｎ
Ｔｙｐｉｃａｌｏｐｅｒａｔｉｎｇｍｏｄｅ１ｉｎｆｉｖｅ－ｔｅｒｍｉｎａｌＤＣｂａｓｅｄ
ＶＳＣ
表３５端柔性直流典型运行方式２
ｏｎ
Ｔａｂ．３
Ｔｙｐｉｃａｌｏｐｅｒａｔｉｎｇｍｏｄｅ２ｉｎｆｉｖｅ－ｔｅｒｍｉｎａｌＤＣｂａｓｅｄ
ＶＳＣ
注：孤岛控制仅在换流站所处交流系统为无源网络时自动启用。
表４舟山５端柔性直流典型运行方式
Ｔａｂ．４Ｔｙｐｉｃａｌｏｐｅｒａｔｉｎｇ
ｍｏｄｅｏｆｆｉｖｅ－ｔｅｒｍｉｎａｌＤＣｂａｓｅｄ
ｏｎ
ＶＳＣｉｎＺｈｏｕｓｈａｎ
第１卷第２期智能电网
３多端柔性直流输电关键技术的研究现状
由于ＶＳＣ—ＭＴＤＣ输电的实际工程不多以及
ＶＳＣ．ＭＴＤＣ输电的复杂性，有关ＶＳＣ．ＭＴＤＣ输电的研究比常规高压直流输电的少很多。国内外学者针对ＭＴＤＣ输电关键技术的研究主要包括稳态特性分析、暂态特性分析、潮流计算和直流功率调制。
文献［１４］搭建了３端高压直流输电一次系统模型、控制系统模型及交流系统模型，分析２端系统与多端系统在起停控制和潮流反转方面的差异，给
出全起动和个别起动、全停运和个别停运、全体潮流反转和个别潮流反转的控制策略。针对多端直流输电系统存在的控制模式转换问题，提出了倾斜调整控制方法。
文献［１５】研究了多端直流系统的控制方式对暂态稳定性的影响，指出：定电流控制和定电压控制可以在暂态期间减缓换流器交流母线电压的下降，
有利于防止直流功率的降低，所以其保持暂态稳定性的能力要好于定功率控制和定熄弧角控制。
文献［１６］提出了一种基于不同控制方式的定界限法，并将其应用于ＭＴＤＣ输电的潮流计算。
文献【１７】对其中一端为弱交流系统的４端直流输电系统运用ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ仿真软件研究了多端直流输电系统的功率调制技术，提出了该系统的仿真模型及其复合控制策略。表明：与常规的双端
直流输电系统相比，基于直流功率调制技术的ＭＴＤＣ系统的调制范围更大、调节能力更强。
文献［１８】开展了串联多端直流输电系统控制模
式、正常停运控制协调及故障紧急停运控制协调的仿真研究。
文献［１９】主要分析了在并联ＭＴＤＣ输电系统中，定电压控制的逆变站的参数会对系统中所有逆
变站的换相失败产生影响；受影响的逆变站由于自身运行参数、控制方式的变化，可能形成复杂的换
相失败故障及故障恢复过程。
４多端柔性直流输电的应用
在国内，已投运的柔性直流输电工程为２端直
流输电，如上海南汇柔性直流输电示范工程，其额
定电压为±３０ｋＶ，ＶＳＣ．ＭＴＤＣ输电工程暂无实际例子。
在国外，己投运的多端直流输电工程多数是基于晶闸管换流器的传统直流输电工程，如意大利一科西嘉一撒丁岛和加拿大魁北克一新英格兰等输
电工程。随着全控型电力电子器件的发展，欧美发达国家已充分认识到多端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，其多端柔性直
流输电工程的应用开始增长。２００８年１１月，欧盟各国正式推出了超级电网计划，建成连接欧洲、北非及中东的多端直流输电网络。美国已建设以柔性直流输电技术为基础的３端柔性直流输电工程（ｔｒｅｓ
ａｍｉｇａｓｓｕｐｅｒｓｔａｔｉｏｎ）规划，用以实现东部电网、西部
电网和德克萨斯州电网３个主要电网的互联。工程
超级换流站容量７５０ＭＷ，直流电压±３４５ｋＶ，预计２０１４年投入商业运行。瑞典国家电网公司在瑞典南部启动了“南西工程”，该工程在Ｏｓｌｏ、柔性直流输电系统，该工程传输容量为２×７００ＭＷ，直流电压为±３００ｋＶ，预计２０１４年底完工Ｉｌ孓１９Ｊ。
５结论
多端柔性直流输电作为一种新型的直流输电技术，一方面，其理论认识还不够深入全面，如多端柔性直流输电与交流系统的协调控制、潮流计算优化等；另一方面，对于多端柔性直流输电，我国
并没有成熟的设计及安装规范，因此对于多端柔性直流输电工程的设计规范以及关键安装技术存在着深入研究的必要，包括主设备选型、总平面布置、
控制保护系统、噪声控制、电磁环境等设计关键技术和柔性直流阀厅等安装关键技术。
多端柔性直流输电技术在增加系统动态无功
储备，改善电能质量，解决非线性负荷、冲击性负荷对系统的影响，及保障敏感设备供电等方面都具有较强的技术优势，特别适用于可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、大型城市电网供电等
方面，且能更灵活地向所连接的交流系统提供快速的紧急功率支持，改善交流系统的稳定性，提高系统的可靠性、灵活性和经济性。
参考文献
［１】ＲａｉｌｉｎｇＢＤ，ＭｏｒｅａｕＧ，ＲｏｎｓｔｒｏｍＬ，ｅｔａ１．Ｃｒｏｓｓｓｏｕｎｄｃａｂｌｅｐｒｏｊｅｃｔ
ｓｅｃｏｎｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎＶＳＣｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＨＶＤＣ［Ｃ］／／ＣｉｇｒｅＳｅｓｓｉｏｎ，
Ｐａｒｉｓ，Ｆｒａｎｃｅ，２００４．
［２】张桂斌，徐政，王广柱．基于ＶＳＣ的直流输电系统的稳态建模及
其非线性控制［Ｊ】．中国电机工程学报，２００２，２２（１）：１７—２２．
ＺｈａｎｇＧｕｉｂｉｎ，ＸｕＺｈｅｎｇ，ＷａｎｇＧｕａｎｇｚＩｌｕ．Ｓｔｅａｄｙ－ｓａｔｅｍｏｄｅｌａｎｄｉｔｓ
ｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｏｎｔｒｏｌ
ｏｆ
ＶＳＣ・ＨＶＤＣ
ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ】．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ
ｏｆｔｈｅ
ＣＳＥＥ，２００２，２２（１）：１７—２２（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．
【３】张桂斌．新型直流输电及其相关技术【Ｄ】．杭州：浙江大学，２００１．
ＺｈａｎｇＧｕｉｂｉｎ．Ｓｏｍｅ
ｔｏｐｉｃｓ
ｏｎ
ｎｏｖｅｌＨＶＤＣ
ａｎｄ
ｉｔｓｒｅｌａｔｅｄ
Ｂａｒｋｅｒｙｄ、Ｈｕｒｖａ这３地各建２个换流站构成３端
吴浩等：舟山多端柔性直流输电技术及应用
Ｖｂｌ．１Ｎｏ．２
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｄ］．Ｈａｎｇｚｈｏｕ：ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００１（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．［４］ＨｙｔｔｉｎｅｒｔＭ，Ｌａｍｅｌｌ
Ｊ０，ＮｅｓｆｌｉＴＦ．Ｎｅｗａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｖｏｌｔａｇｅ
ｓｏｕｒｃｅ
ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ（ＶＳＣ）ＨＶＤＣ
ｔｏ
ｂｅｉｎｓｔａｌｌｅｄ
ｏｎ
ｔｈｅｇａｓｐｌａｔｆｏｒｍ
ｔｒｏｌｌ
Ａ［Ｃ］ＨＣｉｇｒｅＳｅｓｓｉｏｎ，Ｐａｒｉｓ，Ｆｒａｎｃｅ，２００４．
［５】Ｏｌｏｆ
Ｈ．Ｉｔｉｓ
ｔｉｍｅ
ｔｏ
ｃｏｎｎｅｃｔ－ｔｅｃｈｎｉｃａｌｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆＨＶＤＣｌｉｇｈｔ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［ＥＢ／ＯＬ］“２０１３］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｂｂ．ｃｏｍ／ｈｖｄｃ．
［６】
ＣｈｎｃｏＢ，Ｗａｔａｎａｂｅ
ＥＨ．Ａ
ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ
ｓｔｕｄｙｏｆｄｙｎａｍｉｃ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ｏｆＨＶＤＣ
ｓｙｓｔｅｍ
ｂａｓｅｄｏｎ
ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＶＳＣａｎｄ
ＭＭＣ－ＶＳＣｍ．ＢｕｌｋＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＤｙｎａｍｉｃｓａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１０，
ｌ（６）：１２－１７．
【７】徐政，陈海荣．电压源换流器型直流输电技术综述【Ｊ】．高电压技
术，２００７，３３（１）：１－１０．
Ｘｕ
Ｚｈｅｎｇ，Ｃｈｅｎ
Ｈａｉｒｏｎｇ．Ｒｅｖｉｅｗ
ａｎｄ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
ｏｆ
ＶＳＣ
ＨＶＤＣ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，３３（１）：１－ｌＯ（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．【８】汤广福，贺之渊，滕乐天，等．电压源换流器高压直流输电技术最
新研究进展【Ｊ】．电网技术，２００８，３２（２２）：３９—４４．
ＴａｎｇＧｕａｎｇｆｕ，ＨｅＺｈｉｙｕａｎ，ＴｅｎｇＬｅｔｉａｎ，ｅｔａ１．Ｎｅｗｐｒｏｇｒｅｓｓ
ｏｎ
ＨＶＤＣｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｂａｓｅｄｏｎ
ｖｏｌｔａｇｅ
ｓｏｕｒｃｅ
ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ［Ｊ］．Ｐｏｗｅｒ
Ｓｙｓｔｅｍ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，３２（２２）：３９－４吖ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．［９】９
李庚银，吕鹏飞，李广凯，等．轻型高压直流输电技术的发展和展望【Ｊ］．电力系统自动化，２００３，２７（４）：ｌ・５．
ＬｉＧｅｎｇｙｉｎ，ＬＵＰｅｎｇｆｅｉ，ＬｉＧｕａｎｇｋａｉ，ｅｔａ１．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ａｎｄ
ｐｒｏｓｐｅｃｔｓｆｏｒＨＶＤＣｌｉｇｈｔ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００３，２７（４）：１－５（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．
【１０】陈海荣，徐政，张静．一种基于电压源型多端直流输电的供电系统
【Ｊ］．高电压技术，２００６，３２（９）：１－５．
ＣｈｅｎＨａｌｒｏｎｇ，ＸｕＺｈｅｎｇ，Ｚｈａｎｇ
Ｊｉｎｇ．Ｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄ
ｏｎ
ＶＳＣ－ＭＴＤＣｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００６，３２（９）：１－５（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．
［１ｌ】Ｐｒｉｅｔｏ－ＡｒａｎｊｏＥ，ＢｉａｎｃｈｉＦＤ，Ｊｕｎｙｅｎｔ－ＦｅｒｒｅＡ，ｅｔａｌ．Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ
ｆｏｒｄｒｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓ
ｏｆ
ｍｕｌｔｉｔｅｒｍｉｎａｌＶＳＣ—ＨＶＩＸ：
鲥ｄｓ
ｆｏｒ
ｏｆｆｓｈｏｒｅｗｉｎｄ
ｆａｒｍｓ叨．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ
ｏｎ
Ｐｏｗｅｒ
Ｄｅｌｉｖｅｒｙ，２０１１，２６（４）：２４７６－２４８５．
［１２】ＳａｎｔｏｓＭＡ，ｄｅＯｌｉｖｅｉｒａＪＣ，ｄｅＭｏｒａｅｓＡＪ，ｅｔａ１．Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙｆｏｒ
ｃｏｎｔｒｏｌ
ａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆ
ａ
ｓｅｒｉｅｓｍｕｌｔｉｔｅｒｍｉｎａｌＤＣ
ｓｙｓｔｅｍ［Ｃ］／／Ｐｏｗｅｒ
ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｒｉｖｅｓａｎｄＥｎｅｒｇｙＳｙｓｔｅｍｓｆｏｒＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＧｒｏｗｔｈ，Ｐｅｒｔｈ，
Ａｕｓｔｒａｌｉａ，１９９８：８５５．８６０．
【１３】ＪｏｅｔｔｅｎＲ，ＲｉｎｇＨ．Ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓａｆｅｔｙｍａｒｇｉｎｓｏｆ
ａ
ｗｅａｋｓｔａｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎ
ａ
ｍｕＲｉｔｅｒｍｉｎａｌＨＶＤＣ
ｓｙｓｔｅｍ［Ｃ］／／ＡＣ
ａｎｄ
ＤＣ
Ｐｏｗｅｒ
Ｔｒａｎｓｒｍｓｓｉｏｎ，Ｌｏｎｄｏｎ，Ｅｎｇｌａｎｄ，１９９１：１０８—１１３．
［１４】韩笑．多端高压直流输电系统稳态特性研究［Ｄ】．北京：华北电力
大学，２０１１．
Ｈａｒｔ
Ｘｉａｏ．Ｓｔｅａｄｙ
ｓｔａｔｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ｓｔｕｄｉｅｓｆｏｒｍｕｌｔｉ・ｔｅｒｍｉｎａｌ
ＨＶＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍ［Ｄ】．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａ
ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１ｌ（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．
［１５】于汀，胡林献，姜志勇．多端直流系统接线和控制方式对暂态稳
定性的影响叨．电网技术，２０１０，３４（２）：８７—９１．
ＹｕＴｉｎｇ，ＨｕＬｉｎｘｉａｎ，Ｊｉａｎｇ
Ｚｈｉｙｏｎｇ．Ｉｍｐａｃｔｓｏｆｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎａｎｄ
ｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｓｏｆｍｕｌｔｉ—ｔｅｒｍｉｎａｌＤＣ
ｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ
ｏｎ
ｔｒａｎｓｉｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｔｙ【Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，３４（２）：８７—９１（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．
【１６］ＰａｄｉｙａｒＫＲ，ＲａｍａｎＶＫ．Ａｇｅｎｅｒａｌｍｅｔｈｏｄ
ｆｏｒｐｏｗｅｒｆｌｏｗ
ａｎａｌｙｓｉｓ
ｉｎ月ＭＴＤＣＳｙｓｔｅｍｓ［Ｃ］／／ＡＣＥ９０Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，Ｂａｎｇａｌｏｒｅ，Ｉｎｄｉａ，
１９９０：１４６—１５０．
【１７】袁旭峰，文劲宇，程时杰．多端直流输电系统中的直流功率调制
技术【Ｊ】．电网技术，２００７，３１（１４）：５７－６１．
Ｙｕａｎ
Ｘｕｆｅｎｇ，ＷｅｎＪｉｎｙｕ，ＣｈｅｎｇＳｈｉｊｉｅ．ＤＣｐｏｗｅｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｉｎ
ｍｕｌｔｉ－ｔｅｒｍｉｎａｌ
ＨＶＤＣ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ】．Ｐｏｗｅｒ
Ｓｙｓｔｅｍ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７，３ｌ（１４）：５７・６１（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．
［１８】孙冬梅．串联多端直流输电系统控制策略的研究［Ｄ】．北京：华北
电力大学，２０１２．
Ｓｕｎ
Ｄｏｎｇｍｅｉ．Ｓｔｕｄｙ
ｏｎ
ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ
ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｏｆＳ－ＭＴＤＣ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｄ】．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｎｏｒｔｈ
Ｃｈｉｎａ
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
Ｐｏｗｅｒ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１２（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．
【１９】项玲，郑建勇，胡敏强．多端和对馈人直流输电系统中换相失败
的研究叨．电力系统自动化，２００５，１ｌ（２９）：１－４．
ＸｉａｎｇＬｉｎｇ，ＺｈｅｎｇＪｉａｎｙｏｎｇ，Ｈｕ
Ｍｉｎｑｉａｎｇ．Ｓｔｕｄｙ
ｏｎ
ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ
ｆａｉｌｕｒｅｉｎＭＴＤＣａｎｄＭＩＤＣｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００５，ｌｌ（２９）：１－４（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．
收稿日期：２０１３．０５．０２。作者简介：
吴浩（１９８５），男，硕士研究生，工程师，一级建造师，主要从事变电站工程技术管理：
徐重力（１９５７），男，高级工程师，注册设备监理师，主要从事变电站设计、施工技术工作，１０４００１６４０９＠ｑｑ．ｃｏｍ。
（责任编辑谷子）
舟山多端柔性直流输电技术及应用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
吴浩， 徐重力， 张杰峰， 朱雷鹤， 谭小兵， 魏强， WU Hao， XU Zhongli， ZHANG Jiefeng，ZHU Leihe， TAN Xiaobing， WEI Qiang浙江省送变电工程公司,浙江省杭州市,310016智能电网Smart Grid2013,1(2)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zndw201302005.aspx
第１卷第２期２０１３年１２月
文章编号：２０９５－５９４４（２０１３）０２．００２２．０５
智能电网
ＳｍａｒｔＧｒｉｄ
、，０１．１Ｎｏ．２Ｄｅｃ．２０１３
中图分类号：ＴＭ７２文献标志码：Ａ
舟山多端柔性直流输电技术及应用
吴浩，徐重力，张杰峰，朱雷鹤，谭小兵，魏强
（浙江省送变电工程公司，浙江省杭州市３１００１６）
ＶＳＣ－ＭＴＤＣＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
（Ｚｈｅｊｉａｎｇ
ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄＩｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎＺｈｏｕｓｈａｎ
ＷＵＨａｏ，ＸＵＺｈｏｎｇｌｉ，ＺＨＡＮＧＪｉｅｆｅｎｇ，ＺＨＵＬｅｉｈｅ，ＴＡＮＸｉａｏｂｉｎｇ，ＷＥＩＱｉａｎｇ
ＥｌｅｃｔｒｉｃＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｈａｎｇｚｈｏｕ
３１００１６，ＺｈｅｊｉａｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ）
ｉｓ
ｎｅｗｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆＤＣ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｍｕｌｔｉ－ｔｅｒｍｉｎａｌ
ｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｂａｓｅｄ
ｏｎ
ｖｏｌｔａｇｅ
ｓｏｕｒｃｅ
ｃｏｎｖｅｎｅｒ（ＶＳＣ—ＭＴＤＣ）ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
ａ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｔａｉｌｓｔｈｅＶＳＣ－ＭＴＤＣｉｎｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｓａｎｄｗｅａｋｎｅｓｓｅｓｏｆｔｈｅｓｅｒｉｅｓ
ｔｏｐｏｌｏｇｙａｎｄｂａｓｉｃｃｏｎｔｒｏｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ．Ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｉｓｍａｄｅ
ＶＳＣ—ＭＴＤＣａｎｄｐａｒａｌｌｅｌＶＳＣ—ＭＴＤＣ．Ｉｔｆｏｃｕｓｏｎｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｆｉｖｅ
ｓｔａｔｕｓ
ＶＳＣ—ＭＴＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｉｎＺｈｏｕｓｈａｎ．ＴｈｒｏｕｇｈｔｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＶＳＣ—ＭＴＤＣｒｅｓｅａｒｃｈ
ｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓｉｓｗｉｄｅｉｎＶＳＣ－ＭＴＤＣ．ＫＥＹ
ａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｉｔｉｓ
ＷＯＲＤＳ：ｖｏｌｔａｇｅｓｏｕｒｃｅｃｏｎｖｅｎｅ（ＶＳＣ）；ｆｌｅｘｉｂｌｅ
ｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ｍｕｌｔｉ—ｔｅｒｍｉｎａｌ
ｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
摘要：多端柔性直流输电是新一代直流输电技术，对其从拓扑结构、基本控制原则作全面分析，对比分析串联多端柔性直流输电与并联多端柔性直流输电的优势与不足，并重点研究舟山５端柔性直流输电的技术特点。多端柔性直流输电的国内外研究现状及工程应用表明其应用前景广泛。
关键词：电压源换流器：柔性直流输电；多端直流输电
０
引言
随着我国经济持续发展和电网的建设，在“十
也可作为逆变站运行，运行方式更加灵活，能够充
分发挥直流输电的经济性和灵活性［６。１１。
多端柔性直流输电（ＭＴＤＣ
ｂａｓｅｄ
ＶＳＣ，
ｏｎ
二五”期间，我国电力发展将以合理发展速度加强
全国电网总体资源结构优化等为主。传统的高压输电容易出现换相失败等弊端。柔性直流输电是由可关断电力电子器件一一绝缘栅双极型晶体管
（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ．ｇａｔｅｂｉｐｏｌａｒｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＩＧＢＴ）组成的电压
ＶＳＣ．ＭＴＤＣ）是由ＶＳＣ换流器构成的多端直流系
统，它不仅具有上文所述的２端柔性直流输电系统的特点，而且具有上文所述的多端系统的特点［１２。１４１。ＶＳＣ—ＭＴＤＣ将为电网提供更多的新型互联模式，为城市直流供电的多落点受电提供新思路，为其他形
式的新能源接入电网提供新方法。
１
１．１
源换流器（ｖｏｌｔａｇｅ
ｓｏｕｒｃｅ
ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ｖｓｃ）所构成的
新一代直流输电技术【ｌ。５］。柔性直流输电系统传输的有功功率可以从负至正平滑变化，且在潮流反转时
多端柔性直流输电的拓扑结构和控制原则
多端柔性直流输电的拓扑结构
根据运行条件和设计要求的不同，在ＶＳＣ．ＭＴＤＣ
不需改变直流正负极线电压的方向，不涉及大量的开关操作，只需改变电流方向。同时，柔性直流输电有功和无功功率独立控制，运行方式灵活，柔性直流换流站甚至可运行在零有功功率的状态下。
多端直流（ｍｕｌｔｉ—ｔｅｒｍｉｎａｌ
ｄｉｒｅｃｔ
系统中，有并联和串联２种接线方式【１４】。对于某些特殊场合也存在既有串联又有并联的混合式多端直
流输电系统。
１）并联型ＶＳＣ—ＭＴＤＣ输电。
并联型ＶＳＣ—ＭＴＤＣ输电系统是指各ＶＳＣ换流站并联连接，运行在同一直流电压下的ＭＴＤＣ输电
ｃｕｒｒｅｎｔ，ＭＴＤＣ）
输电由３个及以上个换流站及连接换流站的高压直流输电线路所组成。它与交流系统有３个或３个以上的连接端口，能够实现多个电源区域向多个负荷
中心供电，比采用多个２端直流输电更为经济。多端直流输电系统中的换流站既可作为整流站运行，
基金项目：国家工程项目（浙发改能源［２０１２１１４４８）。
系统，包括放射式、环网式２种接线，其各ＶＳＣ换流站之间的功率分配主要靠改变换流站的直流电流实现，由１个换流站控制直流电压，其他换流
第１卷第２期智能电网
２３
站的电流变化由该站来平衡。图１为并联ＶＳＣ—ＭＴＤＣ输电系统的单接线示意图。
串联型ＶＳＣ—ＭＴＤＣ输电系统是指各ＶＳＣ换流站串联连接，流过同一直流电流的ＭＴＤＣ输电系
统，其１个换流站控制电流，其他换流站的电压变
化由该站来平衡。图２为串联ＶＳＣ—ＭＴＤＣ输电系
统的单接线示意图。
（ａ）放射式
（ｂ）环网式
图１并联ＶＳＣ．ＭＴＤＣ输电系统示意图Ｆｉｇ．１ＤｉａｇｒａｍｏｆｐａｒａｌｌｅｌＶＳＣ－ＭＴＤＣ
图２串联ＶＳＣ．ＭＴＤＣ输电系统示意图
Ｆｉｇ．２ＤｉａｇｒａｍｏｆｓｅｒｉｅｓＶＳＣ－ＭＴＤＣ
ＶＳＣ．ＭＴＤＣ输电系统的并联与串联接线方式
各有优缺点，如表１所示。
２）串联型ＶＳＣ．ＭＴＤＣ输电。
表１
Ｔａｂ．１
２种多端柔性直流输电方式的比较
ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｄｏｕｂｌｅｋｉｎｄｓｏｆＶＳＣ—ＭＴＤＣ
１．２多端柔性直流输电的控制原则
略。主控制器的主要作用是向各个换流站提供合适
２端直流输电系统的基本控制模式原则上均可移植到多端直流系统中。并联式ＶＳＣ—ＭＴＤＣ系统的基本控制方式有定电流模式、电压限制模式、最小关断角模式及分散控制模式这４种。串联式
ＶＳＣ—ＭＴＤＣ系统的基本控制方式有定触发角模式、定熄弧角模式这２种。
的电流或电压指令来维持系统平衡。协调控制器的主要作用是协调各换流站的电流分配以及保证整个直流输电网络工作在同一直流电压中，其中电流分配通过电流平衡控制器实现，而直流电压则通过ＰＩ控制模块实现【悼”Ｊ。
２端柔性直流输电的控制系统通常包括主控
制、极控制和阀组控制。功率控制、阻尼控制和站
２舟山５端柔性直流输电技术的特点
２．１
舟山５端柔性直流输电的拓扑结构
舟山多端柔性直流示范工程是目前已经运行
间信号交换由主控制完成；直流电流指令的配合、变压器抽头控制由极控制完成；与阀组相关的闭环
控制功能，如定电流调节、定电压调节、定关断角调节及定触发角调节等由阀组控制完成。与双端柔性直流输电系统相比，ＶＳＣ—ＭＴＤＣ输电系统中各换流站间协调控制是重要技术之一。通常，ＶＳＣ—ＭＴＤＣ输电控制由主控制器及以上的高层控制获
的最高电压等级（－－＋２００ｋＶ），且是世界上首个５端柔性直流示范工程，科技含量高，安装工序复杂，
安装工艺要求高。
本工程在舟山本岛、岱山岛、衢山岛、洋山岛及泗礁岛分别建设定海换流站、岱山换流站、衢山换流站、洋山换流站和泗礁换流站，并通过定海换
得各个换流站间相互协调的控制命令，并将其分别传送给各个换流站控制器、极控制器及各桥控制器，形成ＶＳＣ．ＭＴＤＣ输电系统的分级协调控制策
流站一岱山换流站直流输电线路、岱山换流站一衢山换流站直流输电线路、岱山换流站一洋山换流站直流输电线路和洋山换流站一泗礁换流站直流输
２４
吴浩等：舟山多端柔性直流输电技术及应用
、，０１．１Ｎｏ．２
电线路构建５端柔性直流输电系统，其拓扑结构为并联放射型网络，任一端换流站退出运行时系统仍能不间断安全运行，即具备任意一端故障退出仍稳
２．２直流运行方式
柔性直流输电的运行方式与系统级控制方式
密切相关，具有较强的灵活性和可操作性。系统级控制方式根据其控制量的性质可以分为２大类：
１）有功类控制。主要功能是通过换流站直接控制注入到交流系统的有功功率或者间接调节与
有功功率相关的物理量，主要包括有功功率控制、直流电压控制和孤岛控制。
２）无功类控制。主要功能是通过换流站直接
定运行的能力，具有较强的可靠性和稳定运行能力。本工程直流系统与各岛屿间交流联网线路互为备用，在任一端换流站退出运行的情况下，可通过
交流联网线路保证各岛屿的可靠供电。多端柔性直流换流站接入后舟山地区网络拓扑如图３所示。
＿：ｌ＝家湾
９
一－…
嵊泅县调
控制注入到交流系统的无功功率或者间接调节与无功功率相关的物理量，主要包括无功功率控制和
交流电压控制。
换流站不能同时选取２个有功功率类或无功功率类的控制量，只能在２类控制量中各取其一，同
时必须有一端采用定直流电压控制，以平衡直流系统中传输的功率。此外，当多个换流站处于同一个无源网络时，有且仅有１个换流站进行孤岛控制。
根据交直流电网实际情况，舟山５端柔性直流中
图案直换流站：一地区局、区属甲他技县市Ｊ１１ｊ：◎２２０ｋＶ变电所：
Ｏ
定海站和岱山站必须具备定直流电压控制的能力。根
据定直流电压换流站选取的不同，５端柔性直流系统典型运行方式分２大类，如表２、３所示。舟山５端柔性直流工程投产后典型运行方式如表４所示。
１１０ｋＶ变电所；——传输容醛１０Ｇｂ／ｓ：…．｛々输容｝扛２．５Ｇｂ／ｓ。
图３多端柔性直流换流站接入后舟山地区的网络拓扑图
Ｆｉｇ．３
ＶＳＣ—ＭＴＤＣｔｏｐｏｌｏｇｙｉｎＺｈｏｕｓｈａｎ
表２
Ｔａｂ．２
５端柔性直流典型运行方式１
ｏｎ
Ｔｙｐｉｃａｌｏｐｅｒａｔｉｎｇｍｏｄｅ１ｉｎｆｉｖｅ－ｔｅｒｍｉｎａｌＤＣｂａｓｅｄ
ＶＳＣ
表３５端柔性直流典型运行方式２
ｏｎ
Ｔａｂ．３
Ｔｙｐｉｃａｌｏｐｅｒａｔｉｎｇｍｏｄｅ２ｉｎｆｉｖｅ－ｔｅｒｍｉｎａｌＤＣｂａｓｅｄ
ＶＳＣ
注：孤岛控制仅在换流站所处交流系统为无源网络时自动启用。
表４舟山５端柔性直流典型运行方式
Ｔａｂ．４Ｔｙｐｉｃａｌｏｐｅｒａｔｉｎｇ
ｍｏｄｅｏｆｆｉｖｅ－ｔｅｒｍｉｎａｌＤＣｂａｓｅｄ
ｏｎ
ＶＳＣｉｎＺｈｏｕｓｈａｎ
第１卷第２期智能电网
３多端柔性直流输电关键技术的研究现状
由于ＶＳＣ—ＭＴＤＣ输电的实际工程不多以及
ＶＳＣ．ＭＴＤＣ输电的复杂性，有关ＶＳＣ．ＭＴＤＣ输电的研究比常规高压直流输电的少很多。国内外学者针对ＭＴＤＣ输电关键技术的研究主要包括稳态特性分析、暂态特性分析、潮流计算和直流功率调制。
文献［１４］搭建了３端高压直流输电一次系统模型、控制系统模型及交流系统模型，分析２端系统与多端系统在起停控制和潮流反转方面的差异，给
出全起动和个别起动、全停运和个别停运、全体潮流反转和个别潮流反转的控制策略。针对多端直流输电系统存在的控制模式转换问题，提出了倾斜调整控制方法。
文献［１５】研究了多端直流系统的控制方式对暂态稳定性的影响，指出：定电流控制和定电压控制可以在暂态期间减缓换流器交流母线电压的下降，
有利于防止直流功率的降低，所以其保持暂态稳定性的能力要好于定功率控制和定熄弧角控制。
文献［１６］提出了一种基于不同控制方式的定界限法，并将其应用于ＭＴＤＣ输电的潮流计算。
文献【１７】对其中一端为弱交流系统的４端直流输电系统运用ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ仿真软件研究了多端直流输电系统的功率调制技术，提出了该系统的仿真模型及其复合控制策略。表明：与常规的双端
直流输电系统相比，基于直流功率调制技术的ＭＴＤＣ系统的调制范围更大、调节能力更强。
文献［１８】开展了串联多端直流输电系统控制模
式、正常停运控制协调及故障紧急停运控制协调的仿真研究。
文献［１９】主要分析了在并联ＭＴＤＣ输电系统中，定电压控制的逆变站的参数会对系统中所有逆
变站的换相失败产生影响；受影响的逆变站由于自身运行参数、控制方式的变化，可能形成复杂的换
相失败故障及故障恢复过程。
４多端柔性直流输电的应用
在国内，已投运的柔性直流输电工程为２端直
流输电，如上海南汇柔性直流输电示范工程，其额
定电压为±３０ｋＶ，ＶＳＣ．ＭＴＤＣ输电工程暂无实际例子。
在国外，己投运的多端直流输电工程多数是基于晶闸管换流器的传统直流输电工程，如意大利一科西嘉一撒丁岛和加拿大魁北克一新英格兰等输
电工程。随着全控型电力电子器件的发展，欧美发达国家已充分认识到多端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，其多端柔性直
流输电工程的应用开始增长。２００８年１１月，欧盟各国正式推出了超级电网计划，建成连接欧洲、北非及中东的多端直流输电网络。美国已建设以柔性直流输电技术为基础的３端柔性直流输电工程（ｔｒｅｓ
ａｍｉｇａｓｓｕｐｅｒｓｔａｔｉｏｎ）规划，用以实现东部电网、西部
电网和德克萨斯州电网３个主要电网的互联。工程
超级换流站容量７５０ＭＷ，直流电压±３４５ｋＶ，预计２０１４年投入商业运行。瑞典国家电网公司在瑞典南部启动了“南西工程”，该工程在Ｏｓｌｏ、柔性直流输电系统，该工程传输容量为２×７００ＭＷ，直流电压为±３００ｋＶ，预计２０１４年底完工Ｉｌ孓１９Ｊ。
５结论
多端柔性直流输电作为一种新型的直流输电技术，一方面，其理论认识还不够深入全面，如多端柔性直流输电与交流系统的协调控制、潮流计算优化等；另一方面，对于多端柔性直流输电，我国
并没有成熟的设计及安装规范，因此对于多端柔性直流输电工程的设计规范以及关键安装技术存在着深入研究的必要，包括主设备选型、总平面布置、
控制保护系统、噪声控制、电磁环境等设计关键技术和柔性直流阀厅等安装关键技术。
多端柔性直流输电技术在增加系统动态无功
储备，改善电能质量，解决非线性负荷、冲击性负荷对系统的影响，及保障敏感设备供电等方面都具有较强的技术优势，特别适用于可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、大型城市电网供电等
方面，且能更灵活地向所连接的交流系统提供快速的紧急功率支持，改善交流系统的稳定性，提高系统的可靠性、灵活性和经济性。
参考文献
［１】ＲａｉｌｉｎｇＢＤ，ＭｏｒｅａｕＧ，ＲｏｎｓｔｒｏｍＬ，ｅｔａ１．Ｃｒｏｓｓｓｏｕｎｄｃａｂｌｅｐｒｏｊｅｃｔ
ｓｅｃｏｎｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎＶＳＣｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＨＶＤＣ［Ｃ］／／ＣｉｇｒｅＳｅｓｓｉｏｎ，
Ｐａｒｉｓ，Ｆｒａｎｃｅ，２００４．
［２】张桂斌，徐政，王广柱．基于ＶＳＣ的直流输电系统的稳态建模及
其非线性控制［Ｊ】．中国电机工程学报，２００２，２２（１）：１７—２２．
ＺｈａｎｇＧｕｉｂｉｎ，ＸｕＺｈｅｎｇ，ＷａｎｇＧｕａｎｇｚＩｌｕ．Ｓｔｅａｄｙ－ｓａｔｅｍｏｄｅｌａｎｄｉｔｓ
ｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｏｎｔｒｏｌ
ｏｆ
ＶＳＣ・ＨＶＤＣ
ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ】．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ
ｏｆｔｈｅ
ＣＳＥＥ，２００２，２２（１）：１７—２２（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．
【３】张桂斌．新型直流输电及其相关技术【Ｄ】．杭州：浙江大学，２００１．
ＺｈａｎｇＧｕｉｂｉｎ．Ｓｏｍｅ
ｔｏｐｉｃｓ
ｏｎ
ｎｏｖｅｌＨＶＤＣ
ａｎｄ
ｉｔｓｒｅｌａｔｅｄ
Ｂａｒｋｅｒｙｄ、Ｈｕｒｖａ这３地各建２个换流站构成３端
吴浩等：舟山多端柔性直流输电技术及应用
Ｖｂｌ．１Ｎｏ．２
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｄ］．Ｈａｎｇｚｈｏｕ：ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００１（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．［４］ＨｙｔｔｉｎｅｒｔＭ，Ｌａｍｅｌｌ
Ｊ０，ＮｅｓｆｌｉＴＦ．Ｎｅｗａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｖｏｌｔａｇｅ
ｓｏｕｒｃｅ
ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ（ＶＳＣ）ＨＶＤＣ
ｔｏ
ｂｅｉｎｓｔａｌｌｅｄ
ｏｎ
ｔｈｅｇａｓｐｌａｔｆｏｒｍ
ｔｒｏｌｌ
Ａ［Ｃ］ＨＣｉｇｒｅＳｅｓｓｉｏｎ，Ｐａｒｉｓ，Ｆｒａｎｃｅ，２００４．
［５】Ｏｌｏｆ
Ｈ．Ｉｔｉｓ
ｔｉｍｅ
ｔｏ
ｃｏｎｎｅｃｔ－ｔｅｃｈｎｉｃａｌｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆＨＶＤＣｌｉｇｈｔ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［ＥＢ／ＯＬ］“２０１３］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｂｂ．ｃｏｍ／ｈｖｄｃ．
［６】
ＣｈｎｃｏＢ，Ｗａｔａｎａｂｅ
ＥＨ．Ａ
ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ
ｓｔｕｄｙｏｆｄｙｎａｍｉｃ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
ｏｆＨＶＤＣ
ｓｙｓｔｅｍ
ｂａｓｅｄｏｎ
ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＶＳＣａｎｄ
ＭＭＣ－ＶＳＣｍ．ＢｕｌｋＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＤｙｎａｍｉｃｓａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１０，
ｌ（６）：１２－１７．
【７】徐政，陈海荣．电压源换流器型直流输电技术综述【Ｊ】．高电压技
术，２００７，３３（１）：１－１０．
Ｘｕ
Ｚｈｅｎｇ，Ｃｈｅｎ
Ｈａｉｒｏｎｇ．Ｒｅｖｉｅｗ
ａｎｄ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
ｏｆ
ＶＳＣ
ＨＶＤＣ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，３３（１）：１－ｌＯ（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．【８】汤广福，贺之渊，滕乐天，等．电压源换流器高压直流输电技术最
新研究进展【Ｊ】．电网技术，２００８，３２（２２）：３９—４４．
ＴａｎｇＧｕａｎｇｆｕ，ＨｅＺｈｉｙｕａｎ，ＴｅｎｇＬｅｔｉａｎ，ｅｔａ１．Ｎｅｗｐｒｏｇｒｅｓｓ
ｏｎ
ＨＶＤＣｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｂａｓｅｄｏｎ
ｖｏｌｔａｇｅ
ｓｏｕｒｃｅ
ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ［Ｊ］．Ｐｏｗｅｒ
Ｓｙｓｔｅｍ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，３２（２２）：３９－４吖ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．［９】９
李庚银，吕鹏飞，李广凯，等．轻型高压直流输电技术的发展和展望【Ｊ］．电力系统自动化，２００３，２７（４）：ｌ・５．
ＬｉＧｅｎｇｙｉｎ，ＬＵＰｅｎｇｆｅｉ，ＬｉＧｕａｎｇｋａｉ，ｅｔａ１．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ａｎｄ
ｐｒｏｓｐｅｃｔｓｆｏｒＨＶＤＣｌｉｇｈｔ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００３，２７（４）：１－５（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．
【１０】陈海荣，徐政，张静．一种基于电压源型多端直流输电的供电系统
【Ｊ］．高电压技术，２００６，３２（９）：１－５．
ＣｈｅｎＨａｌｒｏｎｇ，ＸｕＺｈｅｎｇ，Ｚｈａｎｇ
Ｊｉｎｇ．Ｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄ
ｏｎ
ＶＳＣ－ＭＴＤＣｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００６，３２（９）：１－５（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．
［１ｌ】Ｐｒｉｅｔｏ－ＡｒａｎｊｏＥ，ＢｉａｎｃｈｉＦＤ，Ｊｕｎｙｅｎｔ－ＦｅｒｒｅＡ，ｅｔａｌ．Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ
ｆｏｒｄｒｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓ
ｏｆ
ｍｕｌｔｉｔｅｒｍｉｎａｌＶＳＣ—ＨＶＩＸ：
鲥ｄｓ
ｆｏｒ
ｏｆｆｓｈｏｒｅｗｉｎｄ
ｆａｒｍｓ叨．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ
ｏｎ
Ｐｏｗｅｒ
Ｄｅｌｉｖｅｒｙ，２０１１，２６（４）：２４７６－２４８５．
［１２】ＳａｎｔｏｓＭＡ，ｄｅＯｌｉｖｅｉｒａＪＣ，ｄｅＭｏｒａｅｓＡＪ，ｅｔａ１．Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙｆｏｒ
ｃｏｎｔｒｏｌ
ａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆ
ａ
ｓｅｒｉｅｓｍｕｌｔｉｔｅｒｍｉｎａｌＤＣ
ｓｙｓｔｅｍ［Ｃ］／／Ｐｏｗｅｒ
ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｒｉｖｅｓａｎｄＥｎｅｒｇｙＳｙｓｔｅｍｓｆｏｒＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＧｒｏｗｔｈ，Ｐｅｒｔｈ，
Ａｕｓｔｒａｌｉａ，１９９８：８５５．８６０．
【１３】ＪｏｅｔｔｅｎＲ，ＲｉｎｇＨ．Ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓａｆｅｔｙｍａｒｇｉｎｓｏｆ
ａ
ｗｅａｋｓｔａｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎ
ａ
ｍｕＲｉｔｅｒｍｉｎａｌＨＶＤＣ
ｓｙｓｔｅｍ［Ｃ］／／ＡＣ
ａｎｄ
ＤＣ
Ｐｏｗｅｒ
Ｔｒａｎｓｒｍｓｓｉｏｎ，Ｌｏｎｄｏｎ，Ｅｎｇｌａｎｄ，１９９１：１０８—１１３．
［１４】韩笑．多端高压直流输电系统稳态特性研究［Ｄ】．北京：华北电力
大学，２０１１．
Ｈａｒｔ
Ｘｉａｏ．Ｓｔｅａｄｙ
ｓｔａｔｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ｓｔｕｄｉｅｓｆｏｒｍｕｌｔｉ・ｔｅｒｍｉｎａｌ
ＨＶＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍ［Ｄ】．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａ
ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１ｌ（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．
［１５】于汀，胡林献，姜志勇．多端直流系统接线和控制方式对暂态稳
定性的影响叨．电网技术，２０１０，３４（２）：８７—９１．
ＹｕＴｉｎｇ，ＨｕＬｉｎｘｉａｎ，Ｊｉａｎｇ
Ｚｈｉｙｏｎｇ．Ｉｍｐａｃｔｓｏｆｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎａｎｄ
ｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｓｏｆｍｕｌｔｉ—ｔｅｒｍｉｎａｌＤＣ
ｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍ
ｏｎ
ｔｒａｎｓｉｅｎｔｓｔａｂｉｌｉｔｙ【Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，３４（２）：８７—９１（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．
【１６］ＰａｄｉｙａｒＫＲ，ＲａｍａｎＶＫ．Ａｇｅｎｅｒａｌｍｅｔｈｏｄ
ｆｏｒｐｏｗｅｒｆｌｏｗ
ａｎａｌｙｓｉｓ
ｉｎ月ＭＴＤＣＳｙｓｔｅｍｓ［Ｃ］／／ＡＣＥ９０Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，Ｂａｎｇａｌｏｒｅ，Ｉｎｄｉａ，
１９９０：１４６—１５０．
【１７】袁旭峰，文劲宇，程时杰．多端直流输电系统中的直流功率调制
技术【Ｊ】．电网技术，２００７，３１（１４）：５７－６１．
Ｙｕａｎ
Ｘｕｆｅｎｇ，ＷｅｎＪｉｎｙｕ，ＣｈｅｎｇＳｈｉｊｉｅ．ＤＣｐｏｗｅｒｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｉｎ
ｍｕｌｔｉ－ｔｅｒｍｉｎａｌ
ＨＶＤＣ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ】．Ｐｏｗｅｒ
Ｓｙｓｔｅｍ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７，３ｌ（１４）：５７・６１（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．
［１８】孙冬梅．串联多端直流输电系统控制策略的研究［Ｄ】．北京：华北
电力大学，２０１２．
Ｓｕｎ
Ｄｏｎｇｍｅｉ．Ｓｔｕｄｙ
ｏｎ
ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌ
ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｏｆＳ－ＭＴＤＣ
ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｄ】．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｎｏｒｔｈ
Ｃｈｉｎａ
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
Ｐｏｗｅｒ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１２（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．
【１９】项玲，郑建勇，胡敏强．多端和对馈人直流输电系统中换相失败
的研究叨．电力系统自动化，２００５，１ｌ（２９）：１－４．
ＸｉａｎｇＬｉｎｇ，ＺｈｅｎｇＪｉａｎｙｏｎｇ，Ｈｕ
Ｍｉｎｑｉａｎｇ．Ｓｔｕｄｙ
ｏｎ
ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ
ｆａｉｌｕｒｅｉｎＭＴＤＣａｎｄＭＩＤＣｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００５，ｌｌ（２９）：１－４（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）．
收稿日期：２０１３．０５．０２。作者简介：
吴浩（１９８５），男，硕士研究生，工程师，一级建造师，主要从事变电站工程技术管理：
徐重力（１９５７），男，高级工程师，注册设备监理师，主要从事变电站设计、施工技术工作，１０４００１６４０９＠ｑｑ．ｃｏｍ。
（责任编辑谷子）
舟山多端柔性直流输电技术及应用
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
吴浩， 徐重力， 张杰峰， 朱雷鹤， 谭小兵， 魏强， WU Hao， XU Zhongli， ZHANG Jiefeng，ZHU Leihe， TAN Xiaobing， WEI Qiang浙江省送变电工程公司,浙江省杭州市,310016智能电网Smart Grid2013,1(2)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zndw201302005.aspx