新一代电网中多源多变换复杂交直流系统的基础问题-第4页-北极星输配电网

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1.4 高技术、多样性强非线性负荷比例增加

现代社会中，电力驱动技术和信息技术产业迅猛发展，电动舰船、电力机车、电动汽车、超级云计算和大数据中心、半导体照明等多样性高技术含量负荷层出不穷。为了满足其电能转换与消耗的需求，符合生产工艺流程和产品质量的要求，亦或为了提高劳动生产率和降低能源消耗成本，对供电电源的电压、电流和频率，甚至其原有的交变波形都因用电设备的不同要求而改变。

例如，机械加工中的感应加热设备适宜用中高频交流电源供电;化学工业中的电解、电镀需要低压直流电源供电;大量通信设备需要低压直流电源;超大规模的集成电路芯片制造需要直流低压大电流条件;广泛应用的交流电机速度调节则需要改变原有的单一工频频率为可调整的频率范围提供驱动电力;而发射机、快速充电设备等则要求有大功率脉冲电源[13]。

凡此种种，都依赖于现代电力电子换流与功率控制技术，据估计，未来将有90%的电力需要经过电力变换后使用[14]，因此含有电力变换中间接口装置的高技术、多样性、强非线性负荷数量急剧增加。

1.5 功率变换系统高级技术成为关键

功率变换的目的是电力的灵活控制和智能化管理，利用先进的功率变换技术可实现能源的大范围转移，提升系统的运行调控能力和电网的灵活运行能力，保证大规模间歇式新能源发电的可靠接入;通过智能能量管理，可提高电能输送及电网运行的运行效率及安全稳定水平。新一代电网中的功率变换高级技术主要包括柔性直流输电及多端直流输电技术、主动定制电力技术和智能化电气装备。

1)柔性直流输电及多端直流输电技术

直流输电技术在实现远距离大容量输电，区域大电网非同步互联中广泛应用，从而实现能源的大范围转移，提升系统的运行调控能力和电网的灵活运行能力;新型的柔性直流输电技术克服了传统直流输电的诸多缺陷，在新能源发电并网、孤岛供电、城市配电网增容等领域具有广阔的应用前景;基于以上技术的混合输电及多端直流输电技术为大区电网提供更多的新型互联模式，为大城市直流供电的多落点接入提供新思路[15]，为其他形式的新能源接入电网提供新方法[16,17]，为优质电力能量池的建立提供新途径[18]。

2)主动定制电力技术

随着经济社会的发展，用户对电网企业的服务理念、服务方式、服务内容和服务质量不断提出新的更高的要求，除电力成本更低、用电安全可靠等需求外，还希望享受更加个性化、便捷式及互动性强的供电服务和优质电力供应。为了满足这些需求，为用户提供量体裁衣的主动定制电力技术应运而生[19]。

配电网中越来越多的采用了各类电力电子变换器，可实现可调频率交流和直流、多电压等级的能量变换，将电力电子变换技术和配电自动化技术结合起来，以用户对电力可靠性和电能质量的需求为目标，主动为用户配置满意的电力。

3)智能化电气装备

以新能源技术和信息技术相结合为重要特征的能源互联网最重要的核心内涵是实现可再生能源尤其是分布式可再生能源的大规模利用和共享，实现该目标需要依靠智能化电气装备高新技术为保证，这些智能化电气装备包括具有虚拟同步发电特性的新能源并网逆变器、实现能量传输与管理的电力电子变压器、保证系统稳定的电气弹簧即固态变压器等，许多新概念和新方法正在转换为新的智能设备。

原标题：新一代电网中多源多变换复杂交直流系统的基础问题

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