柔性直流输电VSC-HVDC行业报告：柔直渗透率加速提升（29页）

柔性直流输电（VSC-HVDC）是一种继交流输电、常规直流输电后的新型直 流输电方式。柔直系统通过两端的换流站实现两个交流网络之间的相互传送，具有 控制灵活方便、扩展性好等优点，是提升可再生能源接纳能力、增强电网稳定性和 灵活性、支撑电网变革的重要手段。柔性直流输电采用电压源换流器(VSC)，是柔 性直流输电区别于常规直流输电的关键部分。电压源换流器在桥臂中用可控电力 电子管（IGBT、IGCT）取代传统直流的晶闸管，通过可关断器件和脉宽调制技术， 精确控制换流站输出的电压幅值和相位，有效提升电网输送能力和安全稳定水平。换流站是柔性直流输电系统最主要的部分。根据运行状态可以分为整流站和 逆变站，运行原理是将交流电转换成直流电从整流站送出，在受电端将直流电再转 为交流电，最终形成电网的“接入阀门“和”电源“，可以有效地控制其上通过的 电能，隔离电网故障的扩散，而且还能根据电网需求快速、灵活、可调地发出或者 吸收一部分能量，从而优化电网的潮流分布、增强电网稳定性、提升电网的智能化 和可控性。柔性直流系统构成的核心设备包括柔性直流换流阀、电抗器、换流变压器、高 压直流断路器、以及输电控制保护系统等。目前我国绝大部分柔性直流输电工程均 采用半桥式子模块的模块化多电平换流器拓扑结构，单个换流器一般由三个相单 元即六个桥臂组成，每个桥臂由阀组件及桥臂电抗器组成，每个相单元由两个桥臂 构成，两个桥臂的连接点通过柔直变压器与交流系统联接。柔性直流换流阀：根据观研天下的统计， IGBT 为最核心零部件，在换流阀总 价值量中占比 40%-50%，其次为电容器，占比 25%-30%，其他为旁路开关、阀 控系统、阀冷却系统、结构件、绝缘件等。与传统直流输电工程所用的半控晶闸管 不同，柔性直流工程中的换流阀通常采用全控型的 IGBT，通过极控、阀控以及子 模块级控制实现各种功能。其中，极控系统根据直流系统控制目标生产调制波指令； 阀控系统接收指令后进行解析与下达,每个子模块的投切指令；子模块级控制系统 控制 IGBT 器件的开通和关断,实现直流电容的投入或切除,拟合形成不同幅度和相 角的交流电压。