1第 1 章 绪论1.1 课题背景与意义因为传统能源储藏量不断减少，环境污染不断加剧，能源政策调整已在各国各地区普遍展开，基于可再生能源的清洁能源取代传统能源势在必行。上世纪末，旨在提高清洁能源消费比例的欧盟 20:20:20 计划已经制定完毕，该计划设立的目标是，和 1990 年相比，CO2排放量减少 20％；2020 年可再生能源（以风电为主）至少占总能源消耗量的 20％；能效利用率增加 20%[1]。SuperGrid 等科研项目就此在欧盟全面启动，该项目意在完成泛欧洲的交直流混合输电网络构建，远距离传输风电、太阳能等可再生能源[2]。基于环境与能源技术的智能电网建设计划是美国政府的一种战略构想，其意同样如此 [3]。及至 2020 年，风能、太阳能发电渗透率会增至 25%[4]。中国地大物博，幅员辽阔，探测表明，全国可开采风能约 2.53 亿 kW，太阳能资源和 17000 亿 t/年标准煤相当，可再生能源储量充足[5-6]。大型太阳能发电基地已在西藏、甘肃、宁夏等地陆续建成或已列入建设规划。太阳能资源、风能资源、煤炭资源、水力资源的综合开发将成中国发展的基本动力源。2020 年，国内可再生能源比例预计增至 34.1%，煤电比例会减少至 59.5%。相关机构预测，2050 年前，中国能源需求总量中的可再生能源占比可增至 40~45%。清洁能源（可再生能源等）将成一次能源的主体，电力将成二次能源的基础，新的能源格局会逐步形成。不过太阳能、风能是一种间歇性电源，随机变化是其基本特征之一；而且从电力系统消纳能力上来看，浪费可再生能源现象比较突出。在大规模可再生能源接纳并网过程中，传统交流电网具有明显的电力设备、结构及运行控制技术等缺陷。目前需要重点解决的是基于新的运行技术、电力设备、电网结构实现新能源格局。理论界正在逐步聚焦直流输电技术。1.2 国内外研究概况与发展趋势1.2.1 电压源直流输电技术全球首条直流式输电线路于 80 年代初在法国建成，该线路为 2kV 输电线路，电能输送效率仅 25%，电能浪费极为突出。输电电压等级低也在此且四十年内直接制约了直流输电技术发展。交流变压器问世后，交流输电技术就此成为各国各地区新宠。栅极可控汞弧阀技术于 1929 年诞生，HVDC（High Voltage Direct Current 2transmission，高压直流输电技术）概念随之被瑞典学者正式提出，其实质上就是以汞弧阀换流器整流技术为基础把低压交流电向高压直流电整流。基于汞弧阀换流技术的第一座直流输电工程于 1954 ...
