項目背景

       基于柔性直流輸電的直流電網技術，在大規模分布式可再生能源接入、海洋群島供電、海上風電場群集中送出、新型城市電網構建等方面，被認為是最有效的技術方案，已成為目前國際電力領域研究的熱點。直流輸電網絡的技術及構建，已經成為未來電網的重要發展方向和組成部分。直流電網是由大量直流端以直流形式互聯組成的能量傳輸系統，國際大電網會議 (CIGRE) 組織對于直流電網的定義是：由多個網狀和輻射狀聯接的變換器組成的直流網絡，是實施新的能源戰略和優化能源資源配置的重要平臺，其涵蓋了輸電、變電、配電等環節，利用先進的直流輸電技術，可實現大規模可再生能源發電的接入技術及大容量長距離輸送，提高能源利用效率，確保安全、可靠、優質的電力供應。

       直流電網是多端直流輸電發展建設到一定程度后的產物，多端直流系統中同一個交流系統可以與多個換流站進行互聯，但每個換流站間只有一條輸電線;而直流電網中換流站間可擁有多條輸電線路，這樣可大大提高了供電可靠性。因此直流電網的特征為：具有“網孔”的系統，每個站間有多條傳輸線路;無需換流器即可實現直流系統間的聯系;系統中存在冗余，即換流站間潮流有多條通路，且直流線路的功率只受線路電阻影響;而交流系統潮流控制方法基本不再適用于直流電網線路潮流控制。

       根據電路基本原理可知：如果直流電網中存在一條環路，則其節點電流和線路電流(即線路潮流)的可控制數量為其節點數減1;如果直流電網中的線路數多于節點數減1，就會有多出節點數減1數目的線路上的潮流無法控制。在一定的工況下，如果不可控的線路發生過載而被切除，則有可能使得同一節點上的其他線路過載而相繼被切除，進而可導致整個直流電網停運，危及互聯交流系統的穩定運行。

      交流系統的潮流控制主要通過柔性交流輸電(FACTS)裝置來實現的，通常采用改變節點電壓、線路阻抗(電抗和電容)、線路壓降和相位差等來實現線路功率調節，提高線路的輸電能力及避免線路出現過載。而直流電網中電壓無相位，且線路阻抗只是線路電阻，只能增加，不能減少，而增加電阻則線路損耗也會增加。另外，通常直流電網中支路數比換流站數量越多，不可控支路數越多，因此直流電網潮流控制器的原理及配置是一個不得不考慮的問題。

      主要創新點

      根據電阻型和電壓型直流電網潮流控制器的工作原理及其對直流電網潮流分布的影響，分別以直流電網潮流控制器接入前后，系統潮流分布可能發生變化、系統潮流分布可以運行在安全運行空間、系統潮流分布能夠優化為原則，提出直流電網潮流控制器的配置方法，并據此分別構造了三個函數用于直流電網潮流控制器接入位置的判斷。

      解決的問題和意義

      本文詳細分析了直流電網潮流控制器的工作原理及其對直流電網潮流分布的影響，根據直流電網潮流控制器接入前后，系統潮流的變化及支路載流量的限值要求，提出直流電網潮流控制器的配置原則，并在此基礎上分別構造函數用于直流電網潮流控制器接入位置的判斷，最后以系統潮流均衡分布為目標對直流電網的潮流分布進行優化。文章還以六端柔性直流電網為例，分別在正常工作和N-1運行狀態對其進行系統潮流計算和潮流控制器的配置，通過直流電網潮流控制器接入前后系統潮流的變化對本文所述方法的正確性與有效性進行驗證。