与传统直流输电技术相比,以电压源换流器(voltage sourced converter,VSC)为核心部件、脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制为理论基础的新一代直流输电技术具有不存在换相失败风险、可实现有功无功快速解耦控制、输出电压电流谐波含量低等诸多优点[1-6]。国际上将该技术正式命名为“电压源换流器型高压直流输电(voltage sourceconverter based high voltage direct current ,VSC-HVDC)”,ABB 公司称其为“HVDC Light”,Siemens 公司称其为“HVDC PLUS”,Alstom 公司称之为“HVDC MaxSine”。
2006 年5 月,由国家电网公司组织国内权威专家在北京召开了“轻型直流输电系统关键技术研究框架研讨会”,与会专家一致建议将基于VSC 技术的直流输电统称为“柔性直流输电”。
柔性直流输电技术是伴随电力电子器件、换流器拓扑结构和调制控制策略的进步而发展的,就其发展过程和趋势可将柔性直流输电技术分为3 代。第1 代技术采用两电平或三电平换流器,换流阀由IGBT 器件直接串联构成,制造难度大,功率器件开关频率高,损耗大。第2 代技术采用模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)[7],子模块采用半桥结构(half bridge sub-module ,HBSM),换流阀由子模块级联构成,不需要IGBT器件直接串联,制造难度较低,功率器件开关频率低,损耗低。ABB 公司提出的级联两电平换流器(cascaded two-level converter,CTL)[8]也属于第2 代技术范畴。第3 代技术正在开发中,还没有定型,与前两代技术相比,第3 代技术主要解决两个问题,第1 个问题是架空线路的适用性问题,也就是柔性直流系统直流侧故障的自清除问题;第2个问题是大容量问题。