摘要：隨著我國對配電網改造升級的持續進行，多種先進的裝備技術被多方應用。相對于在配電網繼電保護、安全控制、系統通訊等二次系統方面裝備技術的飛速發展，一次系統的技術與裝備的發展陷入一定的瓶頸。柔性配電技術自20世紀90年代被提出以來在我國技術研發一直較為緩慢，直到近年相關技術設備的研發突破，技術水平現已處于世界前列，將進一步推進我國智能配電技術的發展和完善。

　　柔性直流技術原理

　　柔性直流輸配電技術(VSC-HVDC)是上世紀九十年代由ABB公司研發的一種通過電壓源換流器(VSC)技術為核心，輔助以IGBT等硬件，通過脈寬調制(PWM)技術進行控制。主要由換流站和直流電線組成。換流站是電壓源換流站，使電流在直流和交流之間進行轉換，把交流電轉換成直流電在電線中進行傳輸。

　　同時由于采用全控型器件組成的電壓源換流器，可以隨意開通和關斷，這樣可以使得VSC在一個周波內可以換相多次，再利用PWM來控制閥的觸發來調制VSC輸出的電壓和電流以獲得近似正弦波的輸出，同時進行功率因數控制。

圖1 VSC-HVDC原理圖

(資料來源：公開信息整理)

　　柔性配電具有靈活安全等技術優勢 將是改變大電網發展格局的戰略選擇

　　柔性直流配電技術的應用將做到對高壓直流電進行較高程度的可控，柔性直流輸電技術的特點是反應快速、安全性高、支持電網靈活調度等，還進一步適用于新型能源的并網、城市配電網的增容改造、孤島供電等，同時柔性直流輸電技術在供電能力方面的應用在實際中比較容易實現，能進一步改變整個電網的發展格局。

　　未來柔性直流輸電技術還將通過進一步的研究和試點，推進技術在大規模新型能源接入電網系統、提高一定范圍內聯網供電的安全性、舒緩用電壓力較大區域的電網運行等更多方面得到應用。

　　現階段實現柔性直流的關鍵技術是電壓源換流器(VSC)技術和脈寬調制技術(PWM)。VSC技術已經進一步替代了傳統的高壓直流輸電PCC技術，VSC技術相較于PCC技術更加的簡單快捷，而且更具可靠性。

　　同時VSC使用IGBT器件，能夠在一定頻次實現多次開斷功能，能夠使得PWM技術可以在柔性配電方面的應用。PWM控制方式就是控制IGBT等分斷器的通斷，將電流分化成一整套波動振幅相似波長不等的脈沖從輸出端輸出，用這些脈沖來替代需要的波形，通過兩側直流電壓的切換產生交流電壓，并通過交流低通濾波器從高頻脈沖調制電壓中得到期望的基波電壓，最終能夠將交流輸出電壓的相位與幅值隨時的在一瞬間進行改變，從而實現有功與無功的獨立調節。這種技術的應用使得柔性配電與傳統直流配電相比電路更加簡化，將進一步縮小設備的占地面積。

　　我國柔性配電技術后來居上 打破國外技術壟斷

　　柔性直流配電技術在配電領域作為一項比較新的技術，除我國的國家電網公司外，國外企業僅有ABB和西門子兩家公司能夠運用技術完成工程應用。目前的工程應用實例較少，柔性直流配電技術應用項目中主要以風力發電的并網以及交流電網的互聯為主。

表1 柔性直流配電技術工程項目

(資料來源：公開信息整理)

　　我國自2006年開始立項進行柔性配電技術相關研究，近年來研究有所突破，在柔性直流配電技術中的部分技術水平已經達到世界頂尖。

　　2011年7月，國家電網公司完成亞洲第一個柔性直流配電工程——上海南匯風電場柔性直流輸電工程的建設并正式投入運行。這是我國首條完全擁有自主產權、且技術達到世界頂尖的柔性配電技術應用工程，我國電網建設向世界前列水平邁出了堅實的一步。國家電網也成為ABB和西門子后世界第三家有能力建設柔性直流配電技術工程的企業。

　　2014年7月，浙江舟山±200千伏五端柔性直流科技示范工程正式投運，這是世界首個五端柔性直流輸電工程，我國的相關技術已經走在前列。

　　2015年6月，國家電網發布公告稱公司的智能電網研究部門研制的電壓源換流設備試驗成功且運行良好，這款研制的基于壓接型絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的串聯型電壓源換流閥設備可以在±10KV的電壓下，進行每秒1050次的開斷。至此，國網研究院成為全球第二家掌握柔性直流配電技術核心設備相關技術的機構，成功打破了國外企業ABB在串聯型換流器技術的獨家壟斷，同時國網研究院還成為世界第一家全面掌握MMC型和串聯型換流器關鍵技術的研究機構。

　　此外，2018年9月，貴州電網牽頭的我國首個中壓五端柔性直流配電示范工程也投入試運行，未來我國在柔性配電技術方面的應用將會進一步發展。

　　結語

　　目前，全球各國對柔性配電技術開始進一步重視，未來柔性配電技術將在新型能源與智能電網發揮巨大作用，相關技術工程將會快速增長。未來我國將繼續對該技術的研究不僅能夠推動國家配電網智能化戰略的實現，還能獲得更多的技術儲備與技術支持，進一步提升我國電力產業在國際中的競爭力。