前言

烏東德電站送電廣東、廣西特高壓多端柔性直流示范工程線路是中國南方電網公司深入落實“四個革命、一個合作”能源安全新戰略，舉全網之力，向建黨100周年獻禮的重要工程。烏東德工程全部建成后，每年可以增加輸送西部清潔水電330億kW·h，相當于減少標煤消耗約1000萬t，減排二氧化碳2660萬t。

作為世界第七大水電站——烏東德水電站的主要送出“大動脈”，該工程從云南出發，跨過1452km的高山河湖，把電站豐沛的水電能源分別送往廣東和廣西的用電負荷中心。這一工程在科技創新上取得了重大的突破，是我國首個特高壓多端直流示范工程，是世界上首個特高壓柔性直流工程，也是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大的多端混合直流工程。在此之前，世界上柔性直流工程的最高電壓等級為±500kV，該工程則提升到前所未有的±800kV。世界特高壓輸電技術從此邁進柔性直流的新時代。

柔性直流輸電技術在交流系統故障時，只要換流站交流母線電壓不為零，系統的輸送功率就不會中斷，這在一定程度上避免了潮流的大范圍轉移，因此對交流系統的沖擊比傳統直流輸電線路要小得多，是實現直流異步聯網的有效手段，從根本上解決了傳統交直流并聯運行可能引起交流系統暫態失穩的問題。柔性直流輸電技術可以消除采用傳統直流輸電技術進行高壓遠距離大功率輸電的發展瓶頸，其突出優點在于：運行時不需要配置相當比例的昂貴無功補償裝置；不增加受端電網的短路電流水平，破解了交流線路因密集落點而造成的短路電流超限問題；大區電網之間采用直流線路異步互聯，完全破解了所謂的“強直弱交”問題，避免了交直流并聯輸電系統直流線路故障時，潮流大范圍轉移而引發的連鎖性故障。

我國能源和負荷中心逆向分布，水電、煤電以及風電和太陽能資源等主要集中在西南部、西北部和北部地區，而負荷中心主要集中在中東部經濟發達地區，為實現資源優化配置，解決煤電運力矛盾，促進新能源開發應用，保障國家能源安全供應，必須大力采用“電壓等級高、輸送容量大、送電距離長、運行損耗小”的輸電技術，以實現西電東送和南北互供的電力分配格局。如內蒙古呼盟地區煤炭資源豐富，是我國重要的火電基地。未來為實現大規模的火電資源外送，可采用1個送端、2個受端的方式，將一部分電力送入遼寧負荷中心消納，同時，將另一部分電力送入華北負荷中心（京津唐地區）消納。展望未來，西藏水電將是我國今后重要的接續能源，其開發規模巨大，但輸電走廊緊張，且藏東三江上游的單個水電規模較小，因此可利用多端直流輸電形成多個送端的優勢，將三江上游規模較小的電源匯集，通過多端直流輸電方式送至多個受端，形成多送端、多受端的直流輸電系統。因此，柔性直流輸電技術將在我國西南水電、北部煤電以及遠期的西藏水電的遠距離、大容量電力輸送中發揮重要作用，具有重大的發展潛力和應用前景。

受器件開發和造價成本的限制，目前世界上柔性直流輸電工程的輸送容量都不太大，多用于短距離小容量電力傳輸或不適合應用交流輸電的場合。隨著受端多直流饋入問題日顯嚴重、深海風電開發需求及無源弱系統地區送電規模的增加，迫切需要開發大容量柔性直流輸電技術以滿足現實需要。伴隨高電壓等級直流電纜、直流斷路器和大電流IGBT器件的開發，柔性直流設備成本的下降，柔性直流輸電技術將在遠距離、弱系統、大容量輸電領域發揮作用。在柔性直流輸電技術完全成熟之后，可以構建柔性直流大電網，與交流電網互聯運行。高壓大容量柔性直流輸電技術的應用將對我國未來電網的發展方式產生深遠影響，并將成為堅強智能電網的重要組成部分。

本書在寫作過程中，得到中國南方電網超高壓輸電公司、南方電網科學研究院、華中科技大學、武漢智能裝備工業技術研究院有限公司、西安西電電力系統有限公司等多家單位的大力支持，特別感謝中國西電集團公司首席科學家茍銳鋒教授級高級工程師，IEC SC22F主席、西安高壓電器研究院有限責任公司周會高教授級高級工程師，IET FELLOW、華中科技大學電氣與電子工程學院胡家兵教授，武漢大學電氣與自動化學院陳紅坤教授等專家對本書初稿的審閱及斧正；同時，要感謝華中科技大學張紫珊、王可立、周穎等同學對本書圖表的協助整理工作。

編者謹向其他關心和幫助過本書編寫的專家和朋友致以由衷的謝意，并感謝機械工業出版社在書稿校對、插圖、版式設計等方面所提出的寶貴意見和所做的大量工作。

由于編者水平有限，書中疏漏和不妥之處在所難免，敬請各位讀者批評指正。

編者