柔性直流输电技术是目前直流输电领域中最新的一项直流输电技术,其主要结构与传统高压直流输电类似,两者均由换流站和直流输电线路构成。分析比较传统高压直流输电技术和柔性直流输电技术的运用特点,两种技术在应用时最大的不同在于核心设备——换流器。前者的换流器采用晶闸管器件,而后者的换流器采用了结合可关断器件(通常为IGBT)和高频调制技术的电压源换流器(VSC)。因此,柔性直流输电除了可以展现传统高压直流输电技术所具有的优点外,还可以实现有功功率和无功功率输送的单独控制,可以实现黑启动,并且具有对系统强度要求低、响应速度快、可控性能好、运行方式灵活等优点。这些特点使得该项输电技术可以较好地解决可再生能源并网、分布式发电并网引起的问题,从而可适用于孤岛供电、城市电网供电、异步交流电网互联等电力传输领域。柔性直流输电是大电网发展和电网互联的关键,是未来电网的重要发展方向。然而,通过分析柔性直流输电技术的研究现状,可以发现该技术还有许多亟待解决的问题。例如,该技术对控制系统要求较高、并网后对大电网稳定性的影响、换流器的制造工艺水平等等,这都是在柔性直流输电技术发展的道路上需要解决的重要障碍。其中,系统可靠性是电网规划过程中必须考虑的主要技术指标之一。随着大电网的发展趋势日益显著,使得国内外柔性直流输电技术的研究工作不断推进,投入建设并运行的柔性直流输电工程日益增多。可靠性作为输电系统的关键指标,柔性直流输电系统如果投入运行,其可靠性将影响着整个电力系统的稳定性和大电网发展的进程。因此,本文展开了柔性直流输电技术的可靠性研究工作。从系统可靠性能指标评估和系统可靠性优化两个方面展开研究工作,为柔性直流输电技术的发展和工程建造提供一定的参考。本文的研究内容包括两部分:第一部分研究了柔性直流输电系统中模块化多点平换流器(MMC)的可靠性评估方法并提出了改善其可靠性的方法。MMC是柔性直流输电的核心设备,该设备应用电压源换流技术且采用全控型开关实现换流,是柔性直流输电与传统直流输电技术中最显著的差异。MMC在柔性直流输电中的应用使得电压等级和容量得到显著提高,并且可以有效地解决目前面临的新能源并网等问题,使柔性直流输电技术得到重大突破并跨入了下一个新的发展阶段。本文分析了MMC的运行机理,结合Markov过程分析法和频率与持续时间法提出了MMC可靠性的计算方法。同时,为了提高换流器的可靠性,一方面利用IGBT模块的福斯特热网络模型分析其温度计算方法,从器件级层面提出了基于结温的均压控制优化方法,以提高MMC换流器的可靠性。另一方面,从换流器冗余度的角度出发,考虑了换流器损耗的影响,通过选取合适的冗余子模块个数以优化换流器可靠性。第二部分研究了柔性直流输电系统的可靠性评估方法,并以乌东德电站送电广东广西输电工程为例进行了系统可靠性的估算。首先,分析了该输电工程的拓扑结构,将其划分为多个子系统。同时,分析该工程中各个设备或子系统之间的相互影响,建立了系统故障树模型,采用层次分析法定量分析了各设备或子系统故障对系统的影响。此外,结合故障树与层次分析法估算系统可靠性,采用频率和持续时间法得到了各设备或子系统的可靠性指标:故障持续时间和故障发生频率,为柔性直流输电系统的设计和建立提供一定的指导意见。