柔性直流输电系统结构是怎么样的？
柔性直流输电（ VSC−HVDC）系统的主要器件包括电压源换流器（VSC）、换流变压器、换相电抗器、直流电容器和交流滤波器等。双端柔性直流输电系统的主要组成部分是两侧的换流站，其结构相同，根据系统需求可方便地进行整流 /逆变运行状态转换。两侧换流站协调控制运行实现两端交流系统间有功功率的交换。换流站通常采用基于绝缘栅双极型晶体管（ IGBT）的三相两电平 VSC。两侧的 VSC交流侧分别并联于不同的交流系统中，直流侧通过直流输电线或电缆连接。直流侧电容器为 VSC提供直流电压支撑，缓冲桥臂关断时的冲击电流，减小直流侧谐波。换相电抗器是 VSC与交流系统进行能量交换的纽带，同时也起滤波作用。交流滤波器的作用是滤去交流侧谐波。换流变压器抽头可调，为 VSC提供合适的工作电压，保证 VSC输出昀大的有功功率和无功功率。
采用两电平、三电平换流器的柔性直流输电系统一般采用在直流侧中性点的接地方式, 而模块化多电平柔性直流输电系统则一般采用交流侧接地方式。无论是采用直流侧中性点接地的两电平、三电平换流器还是采用交流侧接地的模块化多电平换流器的柔性直流输电系统均为单极对称系统。正常运行时接地不会有工作电流流过, 不需要设置专门的接地极, 而当直流线路或换流器发生故障后, 整个系统将不能继续运行。此外, 通过大地或金属回线还可构成单极不对称结构, 类似于传统高压直流输电系统的一极。在相同系统参数下, 相比于单极对称系统, 单极不对称系统换流阀所耐受的电压水平是单极对称系统的2倍, 且直流侧的不对称还将造成换流器交流侧电压水平的提升。为了提升柔性直流输电系统的功率容量和电压等级, 满足特高压、远距离大功率输送的要求, 单极换流站内换流器还可以由若干容量较小换流器单元串并联组合构成。如图1所示, 两个单极不对称系统串联还可以构成与传统高压直流输电类似的双极对称系统。
世界首个柔性直流电网——张北柔性直流工程2月28日开工建设。该工程连接河北北部与北京，总投资125亿元。工程建成后，将有效促进河北新能源外送消纳，为京津冀地区提供稳定可靠的清洁电力。
据介绍，该工程额定电压±500千伏，总换流容量900万千瓦，也是世界上电压等级最高、输送容量最大的柔性直流项目。工程将建设666千米直流输电线路，新建张北、康保、丰宁和北京4座换流站，确保2020年上半年全部建成投运。
所谓柔性，主要指运行控制灵活、智能化程度高。相对于传统技术，柔性直流输电更能提升电力系统稳定性，支撑“弱送端”条件下新能源的接入与规模送出，提高配电网可靠性和灵活性。就像个太极高手，具有“以柔克刚”的本领，是当今电网科技领域的前沿技术。
作为国家可再生能源综合示范区，河北张家口风能、太阳能十分丰富，装机超过1000万千瓦，规划2020年超2000万千瓦，但本地消纳能力明显不足。
“张北柔性直流工程的建设，将实现张北新能源基地、丰宁储能电源与北京负荷中心相连。届时北京市外受电比例将达到70%，冬奥场馆实现100%清洁能源供电，有力服务低碳奥运专区建设。”国家电网公司董事长舒印彪说。
舒印彪表示，张北柔性直流工程核心技术和关键设备均为国际首创，将实现12项世界第一。工程将推动我国柔性直流输电技术在更高电压等级、更大输送容量上创新发展。其形成一整套的中国解决方案，为提高我国电工装备制造业自主创新能力和国际竞争力、保持和扩大我国在全球电力领域的领先优势将发挥重要作用。
“绿色办奥”是北京冬奥会的重要理念之一，全部场馆100%使用清洁能源供电更将会是奥运史上的创举。
为保障北京冬奥会绿电供应，我国在多个环节进行了技术创新。凭借多年实践和探索，北京冬奥会三大赛区26个场馆全部实现绿色供电，这些绿电主要由河北张家口的光伏发电和风力发电提供，不仅在奥运史上尚属首次，也实现了人类能源史上一次重要突破。
为此，我国创新研发建设了张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程，将张北地区原本分散四处的风电场、光伏电站连成了一个有机整体。该工程采用我国原创的柔性直流电网新技术，创造了12项世界第一，具有可控能力强、功率调节速度快、运行方式灵活等特点，能够有效抑制交流电压波动，减少功率波动对受端电网影响，成为破解新能源大规模并网消纳难题的“金钥匙”。
天空湛蓝，阳光炫目，距离北京300公里左右的河北张家口，被誉为“风的故乡、光的海洋”，这里是国家规划的大型可再生能源基地。
冬奥“绿电”的源头，就在这里。
数据显示，当地风能、太阳能可开发规模高达8500万千瓦。与此同时，张家口地区电力需求小，新能源接纳能力有限，但毗邻的京津冀地区却需要强大的能源支撑。
2018年2月，作为2022北京冬奥会重点配套工程，张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程（以下简称“张北柔直工程”）开工建设，2020年6月竣工投产。
说北京冬奥场馆的电都是“绿”的是因为3大赛区场馆全部使用绿色电能，而这在奥运史上属于首次。
2020年12月21日，由国网北京电力建设运维的首体110千伏输变电工程正式投运。至此，北京2022年冬奥会配套电网工程全部建设完成，为所有奥运场馆和配套设施100%绿色电能供应奠定基础。
北京冬奥会期间，3大赛区26个场馆将全部使用绿色电能，这也将成为奥运历史上首次实现全部场馆100%绿色电能供应。
据报道，场馆使用的“绿电”来源于张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程，张北风电、太阳能发电资源十分丰富，这项工程每年可向北京输送约140亿千瓦时绿色电力，供应北京市大约1/10的用电量，其中包括直接满足北京冬奥会的北京、延庆两个赛区场馆用电需求，张家口赛区则是冬奥场馆就地消纳当地绿色电力。
北京地区冬奥场馆临电工程建设全面竣工
2021年12月31日，由北京冬奥组委下达、国网北京市电力公司负责建设的北京地区冬奥场馆临电工程全面竣工交付。目前，北京地区冬奥场馆临电设备信息已全部接入北京冬奥会电力运行保障指挥平台，保障人员能够实时全景监控设备运行状态，第一时间研判处理异常报警信息。
据了解，北京地区冬奥场馆临电工程涉及26项场馆临电建设任务和技术领域UPS代建任务，累计安装箱变77座、发电机86台、低压箱1766台套、不间断电源351台、技术领域不间断电源590台，敷设中低压电缆1217公里，提前满足冬奥场馆计时计分、奥林匹克转播服务、餐饮、安保、通信技术机房等临建设施用电需求。
以上内容参考 中新网-冬奥百问 | 为何说北京冬奥场馆的电，都是“绿”的？
2、土地资源方面。张北县域面积广阔、地势平坦，共4185平方公里，位居全市土地面积第二大县，土地类型丰富，适宜常规电站、复合型电站等多种能源开发项目建设。
3、电网条件方面。相继投运张北-雄安1000千伏特高压输变电工程、±500千伏张北柔性直流电网试验示范工程，电网结构和电力外送能力得到显著增强。技术上创造12项世界第一的张北柔性直流电网工程，自从2020年投运后，已助力26个冬奥场馆实现了100%清洁能源供应。
4、科技支撑方面。国家风光储输示范工程是世界上规模最大，集风电、光伏发电、储能及输电工程四位一体的可再生能源项目，荣获第四届中国工业大奖；国家能源大型风电并网研发（实验）中心张北风电试验基地已成为我国大规模新能源接入后电力系统安全稳定运行的技术试验平台，成为展示我国新能源技术最新成果的窗口。
5、就地消纳能力方面。张北气候冷凉，符合国际先进数据中心自然冷却方式的理想条件，PUE值（数据中心总设备能耗/IT设备能耗）小于1.2，是目前全国最低（PUE全国平均数值2），服务器上架数量已达38万台（用电需求将近15.2亿度），预计到2025年服务器上架数量可突破200万台（用电需求超过80亿度）。
