用于直流电网的大容量DC-DC变换器研究综述教材VIP专享VIP免费

第40卷第3期电网技术Vol.40No.32016年3月PowerSystemTechnologyMar.2016文章编号：1000-3673（2016）03-0670-08中图分类号：TM46文献标志码：A学科代码：470·40用于直流电网的大容量DC/DC变换器研究综述杨晓峰1，郑琼林1，林智钦1，薛尧1，王志冰2，姚良忠2，陈博伟1（1．北京交通大学电气工程学院，北京市海淀区100044；2．中国电力科学研究院，北京市海淀区100192）SurveyofHigh-PowerDC/DCConverterforHVDCGridApplicationYANGXiaofeng1,ZHENGTrillionQ1,LINZhiqin1,XUEYao1,WANGZhibing2,YAOLiangzhong2,CHENBowei1(1.SchoolofElectricalEngineering,BeijingJiaotongUniversity,HaidianDistrict,Beijing100044,China;2.ChinaElectricPowerResearchInstitute,HaidianDistrict,Beijing100192,China)ABSTRACT:DevelopmentofHVDCgridisaneffectivetechnicalsolutiontoimplementlong-distancepowertransmissionandlarge-scalerenewableenergyintegration.Askeyequipmentforinterconnectionbetweendcpowerlineswithdifferentvoltagelevels,HVhighpowerDC/DCconverterisabottleneckrestrictingfutureHVDCgridpromotion.ReportedstudiesofDC/DCconverteraremostlyfocusedonLVlow-powerapplications.ThepaperfirstlyaddressestechnicalrequirementsofDC/DCconvertersinHVDCgridapplication.Thenasurveyofstate-of-the-arttopologiesofHVhighgainDC/DCconvertersispresented.CharacteristicsandapplicationprospectofabovementionedDC/DCconvertersinHVDCgridarealsosummarizedindetail.KeyissuesofhighpowerDC/DCconverterstobesolvedurgentlyarealsopointedforHVDCgridapplication.ConclusionswillprovideessentialtheoreticalandpracticalbasisforindustryapplicationoffutureHVDCgrid.KEYWORDS:HVDCgrid;DC/DCconverters;modularmultilevelconverter;renewableenergyintegration;non-isolated;isolated摘要：发展高压直流电网是解决电能大容量远距离传输及大规模可再生能源汇集的有效手段，高压大容量DC/DC变换器是实现不同电压等级的直流电网线路之间互联的关键设备，也是制约直流电网推广的主要技术瓶颈之一。然而已发表的研究工作主要集中于DC/DC变换器在中低压小功率应用，其在高压大容量场合的应用研究较少。为此，首先分析了高压直流电网对大容量DC/DC变换器的技术需求，然后系统回顾了高压大容量高增益DC/DC变换器拓扑的国内外研究现状，并总结了各类DC/DC变换器的特点及其在未来高压直流电网中的应用前景。在此基础上指出了高压直流电网用的大容量DC/DC变换器亟待研究的关键问题。所述内容为未来高压直流电网技术的研究和工程化应用提供了一定的技术参考。关键词：高压直流电网；DC/DC变换器；模块化多电平换流器；可再生能源汇集；非隔离型；隔离型DOI：10.13335/j.1000-3673.pst.2016.03.0020引言中国地域幅员辽阔，能源资源储备与电力负荷中心的分布极不均衡，建设长距离、大容量高压电能输送通道，是我国电网建设的必然选择。与交流输电技术相比，高压直流(high-voltage-direct-current，HVDC)输电技术除能实现电能大规模和远距离输送的需求以外，还具有输电效率高、节省输电走廊、调节快速可靠等优势，因此在我国电网中得到了大规模应用[1-2]。此外，随着传统化石一次能源的日益枯竭和改善生态环境的压力，世界各国面临着能源结构的战略性调整，绿色可再生能源成为未来能源开发的趋势，并在全球范围内经历了快速发展阶段[3-4]。我国已成为世界上风力发电装机容量最大和光伏发电增长最快的国家[5]。然而由于风能、太阳能等新能源的间歇性、随机性特点以及传统交流电力系统自身消纳能力的技术限制等问题，出现“弃风”、“弃光”等现象。因此迫切需要在电网侧加快新型电能汇集及输送技术的研究，以提高新能源发电的利用效率，适应未来能源格局的深刻变化[6]。基金项目：中央高校基本科研业务费人才基金项目(2014RC013)；国家自然科学基金项目(51577010)。ProjectSupportedbytheFundamentalResearchFundsfortheCentralUniversities(2014RC013);NationalNaturalScienceFoun...