基于柔性直流输电技术和基于此技术的直流电网，在大规模可再生能源接入、海洋群岛供电、海上风电场群集中送出等方面，被认为是最有效的技术方案，目前已成为本领域的研究热点。标准化的直流电压等级序列及新建直流输电系统直流电压等级的经济有效的确定方法，可为直流输电工程规划时电压等级的确定提供依据和工具。基于直流电压等级标准序列，考虑逐步发展成为直流电网为前提，新直流工程的直流电压等级如何选取以及其确定方法是一亟待解决的问题。本文正是基于上述问题，提出一种直流电网直流电压等级的确定方法。
1、论文所解决的问题及意义
本文分析影响直流电网电压等级确定的输送距离、额定电流、建设成本、运行成本、系统互联设备成本等因素，在已确定直流输电换流站容量及传输距离的前提下，提出考虑直流电网的电流限值、运行损耗、设备成本等多种技术和经济因素的直流电网电压等级的确定方法，可为直流输电工程规划时的电压等级的确定提供依据和工具。该直流电压等级确定方法可以使新规划的直流输电系统具有未来扩展的适应性，从长远的角度优化系统建设、降低成本和提高运行可靠性。
2、论文重点内容
本文提出一种直流电网直流电压等级的确定方法，该方法基于直流电压等级与传输容量和距离的关系，考虑新建直流输电系统与相邻直流输电系统互联形成直流电网的可能性，在满足电力传输需求的前提下，从技术和经济性的角度，提出新建直流输电系统直流电压等级的确定方法，同时考虑是否需要增加额外设备(即DC/DC变换器)等制约因素。图1为直流输电系统直流电压等级确定方法流程图，直流电压等级的确定分为A—G共7个区域。
A区：判断附近是否存在已建或在建直流输电系统。
B区：计算不超过限制值的直流电流。
C区：判断是否需要添加DC/DC变换器。
D区：计算所选直流电压等级下的系统总成本。
E区：计算下一高直流电压等级下的系统总成本。
F区：比较两电压等级下的直流系统总成本。
G区：再次判断并输出是否需要DC/DC变换器。
图1直流输电系统直流电压等级确定方法流程图
分以下3种新建直流输电系统的场景，对其电压等级进行优化确定：
场景一：存在相邻现有直流输电系统且相邻现有直流输电系统的直流电压等级与直流电压等级推荐值相同。
场景二：存在相邻现有直流输电系统且相邻现有直流输电系统的直流电压等级与直流电压等级推荐值不相同；
场景三：不存在相邻现有直流输电系统。
在以上3种假设场景下，采用的已知输送容量和输送距离如表１所示。
表1算例场景中已知输送容量和输送距离
注：Vdc-exist为相邻现有直流输电系统的直流电压等级。
通过直流电网直流电压等级确定方法，得到的直流电网优化电压等级和需要的DC/DC变换器情况如表２所示。
表2电压选择结果
通过表2可以看出：在保证直流电流水平不越限的前提下，由本文提出的直流电网电压等级的确定方法，考虑了使用DC/DC变换器与相邻现有直流输电系统互联的造价，得到考虑安全性和经济性等因素的优化直流电压等级，同时给出了DC/DC变换器的变比。优化后的电压等级是在满足直流电流水平不越限的前提下更经济的直流电压等级。
3、结论
1）本文基于直流电网电压等级确定的主要影响因素分析，考虑新建直流输电系统与相邻直流输电系统相连形成直流电网的可能性，在已定直流输电换流站容量及传输距离的前提下，提出了考虑直流电网的电流限值、运行费用、设备成本等多种技术和经济因素的直流电网电压等级的确定方法，使新规划的直流输电系统具有未来扩展的适应性，从长远的角度优化系统建设、降低成本和提高运行可靠性。
2）通过所提方法得出了优化的直流电压等级，在需要DC/DC变换器进行系统之间互联时，同时给出了DC/DC变换器的电压变比。
作者简介
安婷（1960），女，工学博士，中央海外高层次人才引进“千人计划”国家级专家，现任全球能源互联网研究院智能设备系统设计首席专家，主要从事直流电网构建基础理论和关键技术研究。英国特许注册电力工程师(CEng)、英国工程与技术学会(IET)会士(FELLOW)，CIGREB4.72工作组召集人。
乐波(1976)，男，博士，高电压绝缘技术专业，从事高压直流输电技术研究及工程设计相关工作；
杨鹏(1983)，男，工程师，主要研究方向为高压直流输电及工程试验；
范征(1983)，男，工程师，主要从事直流电网技术研究工作。
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原标题：全球能源互联网研究院安婷等：直流电网直流电压等级确定方法
