?自20世紀20年代起，高壓直流輸電技術(shù)經(jīng)歷了三次技術(shù)革新，其主要推動力來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，其換流器拓撲是6脈動Graetz橋，主要應(yīng)用于20世紀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，其換流器拓撲與第一代直流輸電技術(shù)相同，主要在20世紀70年代初至20世紀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90年代初，被國際權(quán)威學(xué)術(shù)組織命名為“電壓源換流器型直流輸電”（VSC-HVDC），又稱為“輕型直流輸電”（HVDC Light）、“新型直流輸電”（HVDC Plus）。我國將此技術(shù)命名為“柔性直流輸電”。柔性直流輸電技術(shù)是當今電網(wǎng)科技領(lǐng)域具革命性和挑戰(zhàn)性的一項嶄新技術(shù)，其可控性好、適應(yīng)性強、運行方式靈活、適用場合多，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

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)，相當于在電網(wǎng)中接入了電源和閥門，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)？一是具有動態(tài)無功支撐能力，可有效抑制電壓波動；二是不存在換相失敗問題，可接入弱電網(wǎng)，可為無源系統(tǒng)供電，適用于孤島、海上新能源并網(wǎng)；三是可實現(xiàn)有功功率和無功功率的獨立控制，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。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較小等不足。

綜合考慮上述技術(shù)特點，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、增強電網(wǎng)對清潔能源的消納能力等方面有顯著優(yōu)勢，為解決多端直流聯(lián)網(wǎng)、緩解城市集群負荷壓力等提供了全新的技術(shù)方案。這一技術(shù)是實現(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。

我國應(yīng)用實踐

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，正式啟動柔性直流輸電重大科技專項。在這一規(guī)劃的指導(dǎo)下，國網(wǎng)經(jīng)濟技術(shù)研究院迅速響應(yīng)并組建了柔性直流技術(shù)攻關(guān)團隊，針對柔性直流輸電成套技術(shù)開展系統(tǒng)化研究。歷經(jīng)十余年科研攻關(guān)與創(chuàng)新實踐，我國已完全掌握了柔性直流成套技術(shù)，并不斷在實際工程中應(yīng)用實踐，取得多個“世界首創(chuàng)”，有力推動了柔性直流裝備國產(chǎn)化及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的全面進步。

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五端柔性直流輸電工程成功投運，舟山群島實現(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，標志著我國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±320千伏柔性直流輸電科技示范工程正式投入運行。這是世界第一個采用對稱雙極接線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關(guān)鍵技術(shù)難關(guān)。

與此同時，我國柔性直流輸電技術(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，在世界上首次將柔性直流輸電電壓提升至±420千伏。該工程輸送容量達到500萬千瓦，有效提高了川渝電網(wǎng)與華中電網(wǎng)間的互濟能力，促進了西南水電的開發(fā)和大規(guī)模外送。2019年，江蘇如東和射陽海上風(fēng)電柔性直流工程啟動，這兩項工程是我國首批海上風(fēng)電經(jīng)柔性直流送出項目。2019年12月24日，世界首個柔性直流電網(wǎng)——張北柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程完成工程建設(shè)、全線架通，計劃在2020年投入運行。該工程以柔性直流輸電為核心技術(shù)，實現(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。

未來發(fā)展之路

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

從世界范圍來看，能源形勢正在發(fā)生深刻變革，全球電網(wǎng)將朝著智能控制、多能互補、環(huán)保高效的方向發(fā)展。柔性直流輸電技術(shù)作為當今世界前沿的電網(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，世界各國已認識到柔性直流輸電技術(shù)的獨特優(yōu)勢及巨大的市場價值。柔性直流輸電工程在歐美快速發(fā)展，美國、英國、德國等國在未來幾年內(nèi)規(guī)劃了多達50項柔性直流工程，柔性直流輸電工程的市場規(guī)模逐漸擴大。

伴隨著新型換流閥的應(yīng)用、控制技術(shù)的發(fā)展、換流器拓撲結(jié)構(gòu)的升級和直流保護手段的突破，柔性直流輸電工程的電壓等級和輸送容量將會不斷提升，而工程造價有望顯著下降，柔性直流輸電技術(shù)的應(yīng)用場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)交互影響機理研究的日益深入，柔性直流輸電技術(shù)將在“源-網(wǎng)-荷-儲”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)展帶來全新變革。

我國始終堅持自主創(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)電外送等多個方向開展探索與實踐。我國自主研發(fā)的柔性直流技術(shù)及工程應(yīng)用成果得到了國際社會的廣泛關(guān)注。隨著“一帶一路”建設(shè)的深入推進，我國將越來越多地參與到全球電網(wǎng)建設(shè)中，柔性直流輸電技術(shù)也會成為我國電力技術(shù)“走出去”的閃亮名片。