?自20世紀(jì)20年代起，高壓直流輸電技術(shù)經(jīng)歷了三次技術(shù)革新，其主要推動(dòng)力來(lái)自換流器基本元件的重大變化。第一代直流輸電技術(shù)采用的換流元件是汞弧閥，其換流器拓?fù)涫?脈動(dòng)Graetz橋，主要應(yīng)用于20世紀(jì)70年代以前。第二代直流輸電技術(shù)采用的換流元件是晶閘管，其換流器拓?fù)渑c第一代直流輸電技術(shù)相同，主要在20世紀(jì)70年代初至20世紀(jì)90年代得以應(yīng)用。

基于可控關(guān)斷器件的第三代直流輸電技術(shù)誕生于20世紀(jì)90年代初，被國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)組織命名為“電壓源換流器型直流輸電”（VSC-HVDC），又稱(chēng)為“輕型直流輸電”（HVDC Light）、“新型直流輸電”（HVDC Plus）。我國(guó)將此技術(shù)命名為“柔性直流輸電”。柔性直流輸電技術(shù)是當(dāng)今電網(wǎng)科技領(lǐng)域具革命性和挑戰(zhàn)性的一項(xiàng)嶄新技術(shù)，其可控性好、適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)行方式靈活、適用場(chǎng)合多，在新能源消納和智能電網(wǎng)建設(shè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

有何技術(shù)特點(diǎn)

有效控制系統(tǒng)中的電流，快速切除和隔離故障，更加靈活地響應(yīng)電網(wǎng)需求

柔性直流輸電是采用可自關(guān)斷的全控型電力電子器件（如IGBT等）的新一代直流輸電技術(shù)。在電網(wǎng)中應(yīng)用柔性直流輸電技術(shù)，相當(dāng)于在電網(wǎng)中接入了電源和閥門(mén)，不僅能有效控制系統(tǒng)中的電流，快速切除和隔離故障，還可以更加靈活地響應(yīng)電網(wǎng)需求。

與傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)相比，柔性直流輸電技術(shù)的“柔性特質(zhì)”有哪些具體表現(xiàn)？一是具有動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐能力，可有效抑制電壓波動(dòng)；二是不存在換相失敗問(wèn)題，可接入弱電網(wǎng)，可為無(wú)源系統(tǒng)供電，適用于孤島、海上新能源并網(wǎng)；三是可實(shí)現(xiàn)有功功率和無(wú)功功率的獨(dú)立控制，控制方式更加可靠靈活；四是潮流反轉(zhuǎn)迅速，易于構(gòu)建多端直流系統(tǒng)或直流電網(wǎng)；五是在同等電壓容量的條件下占地面積小，且規(guī)避了諧波大、交直流濾波器占地大等缺點(diǎn)。然而，由于元器件和調(diào)制技術(shù)的限制，柔性直流輸電技術(shù)也存在損耗較大、設(shè)備成本較高及容量相對(duì)較小等不足。

綜合考慮上述技術(shù)特點(diǎn)，柔性直流輸電技術(shù)在提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、提高配電網(wǎng)的靈活性、增強(qiáng)電網(wǎng)對(duì)清潔能源的消納能力等方面有顯著優(yōu)勢(shì)，為解決多端直流聯(lián)網(wǎng)、緩解城市集群負(fù)荷壓力等提供了全新的技術(shù)方案。這一技術(shù)是實(shí)現(xiàn)孤島供電、海上風(fēng)電傳輸?shù)目煽亢陀行Ъ夹g(shù)手段，也是構(gòu)建多種形態(tài)能源互聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的有力選擇。

我國(guó)應(yīng)用實(shí)踐

在大電網(wǎng)互聯(lián)、海上風(fēng)電輸送、大規(guī)模可再生能源并網(wǎng)等領(lǐng)域迅速發(fā)展

國(guó)家電網(wǎng)公司于2006年提出柔性直流輸電技術(shù)總體規(guī)劃，正式啟動(dòng)柔性直流輸電重大科技專(zhuān)項(xiàng)。在這一規(guī)劃的指導(dǎo)下，國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院迅速響應(yīng)并組建了柔性直流技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，針對(duì)柔性直流輸電成套技術(shù)開(kāi)展系統(tǒng)化研究。歷經(jīng)十余年科研攻關(guān)與創(chuàng)新實(shí)踐，我國(guó)已完全掌握了柔性直流成套技術(shù)，并不斷在實(shí)際工程中應(yīng)用實(shí)踐，取得多個(gè)“世界首創(chuàng)”，有力推動(dòng)了柔性直流裝備國(guó)產(chǎn)化及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的全面進(jìn)步。

2014年，±200千伏舟山多端柔性直流輸電科技示范工程即世界首個(gè)五端柔性直流輸電工程成功投運(yùn)，舟山群島實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)互聯(lián)和可靠供電。這是柔性直流成套技術(shù)自主化的首次應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)在柔性直流輸電技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破。2015年年底，廈門(mén)±320千伏柔性直流輸電科技示范工程正式投入運(yùn)行。這是世界第一個(gè)采用對(duì)稱(chēng)雙極接線(xiàn)方案的柔性直流輸電工程，攻克了高壓大容量柔性直流輸電多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難關(guān)。

與此同時(shí)，我國(guó)柔性直流輸電技術(shù)在大電網(wǎng)互聯(lián)、海上風(fēng)電輸送、大規(guī)模可再生能源并網(wǎng)等領(lǐng)域迅速發(fā)展。2018年，渝鄂背靠背柔性直流聯(lián)網(wǎng)工程投運(yùn)，在世界上首次將柔性直流輸電電壓提升至±420千伏。該工程輸送容量達(dá)到500萬(wàn)千瓦，有效提高了川渝電網(wǎng)與華中電網(wǎng)間的互濟(jì)能力，促進(jìn)了西南水電的開(kāi)發(fā)和大規(guī)模外送。2019年，江蘇如東和射陽(yáng)海上風(fēng)電柔性直流工程啟動(dòng)，這兩項(xiàng)工程是我國(guó)首批海上風(fēng)電經(jīng)柔性直流送出項(xiàng)目。2019年12月24日，世界首個(gè)柔性直流電網(wǎng)——張北柔性直流電網(wǎng)試驗(yàn)示范工程完成工程建設(shè)、全線(xiàn)架通，計(jì)劃在2020年投入運(yùn)行。該工程以柔性直流輸電為核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模可再生能源匯集與接入、多種形態(tài)能源互補(bǔ)與消納、交直流電網(wǎng)構(gòu)建等諸多新技術(shù)融合，是柔性直流輸電技術(shù)發(fā)展史上的里程碑。

未來(lái)發(fā)展之路

應(yīng)用場(chǎng)景和范圍廣闊，為傳統(tǒng)輸電方式轉(zhuǎn)換和大電網(wǎng)發(fā)展帶來(lái)全新變革

從世界范圍來(lái)看，能源形勢(shì)正在發(fā)生深刻變革，全球電網(wǎng)將朝著智能控制、多能互補(bǔ)、環(huán)保高效的方向發(fā)展。柔性直流輸電技術(shù)作為當(dāng)今世界前沿的電網(wǎng)技術(shù)，在新一代能源革命及全球電網(wǎng)建設(shè)中扮演著愈發(fā)重要的角色。

目前，世界各國(guó)已認(rèn)識(shí)到柔性直流輸電技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)及巨大的市場(chǎng)價(jià)值。柔性直流輸電工程在歐美快速發(fā)展，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等國(guó)在未來(lái)幾年內(nèi)規(guī)劃了多達(dá)50項(xiàng)柔性直流工程，柔性直流輸電工程的市場(chǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大。

伴隨著新型換流閥的應(yīng)用、控制技術(shù)的發(fā)展、換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的升級(jí)和直流保護(hù)手段的突破，柔性直流輸電工程的電壓等級(jí)和輸送容量將會(huì)不斷提升，而工程造價(jià)有望顯著下降，柔性直流輸電技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景和范圍將更加廣闊。此外，隨著新能源、柔性直流和交流系統(tǒng)交互影響機(jī)理研究的日益深入，柔性直流輸電技術(shù)將在“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”一體化模式中發(fā)揮更加重要的協(xié)調(diào)作用，為傳統(tǒng)輸電方式的轉(zhuǎn)換和大電網(wǎng)發(fā)展帶來(lái)全新變革。

我國(guó)始終堅(jiān)持自主創(chuàng)新道路，已全面完成了柔性直流輸電技術(shù)從追趕到引領(lǐng)的跨越式發(fā)展，并向高電壓、大功率、多端、雙極、背靠背、混合直流輸電、新能源并網(wǎng)、孤島接入、海上風(fēng)電外送等多個(gè)方向開(kāi)展探索與實(shí)踐。我國(guó)自主研發(fā)的柔性直流技術(shù)及工程應(yīng)用成果得到了國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。隨著“一帶一路”建設(shè)的深入推進(jìn)，我國(guó)將越來(lái)越多地參與到全球電網(wǎng)建設(shè)中，柔性直流輸電技術(shù)也會(huì)成為我國(guó)電力技術(shù)“走出去”的閃亮名片。