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。
ABB 和西门子等联合欧洲的相关科研单位共同提出建设网络化的直流输电，即欧洲超级电网(Super Grid)的宏大构想。通过对广域内可再生能源发电直流联网，可以充分利用可再生能源发电的互补性，实现可再生能源发电的大规模集中接入，提高可再生能源发电利用率。
多端直流输电是直流电网发展的一个阶段，能够实现多电源供电和多落点受电。将直流传输线在直流侧互相连接起来，即可组成真正的直流电网。其具有换流站数量大大减少、换流站可以单独传输功率、可灵活切换传输状态和高可靠性的优势。
