柔性直流技术为杭州供电添保障丨寻找城市能源变革样板

电力18讯：

为打造可靠性高、互动友好、经济高效的一流现代化配电网，近日，浙江杭州江东新城投入运行了全国首个智能柔性直流配电网示范工程，采用柔性直流技术，实现多路电源同时为用户供电，确保单路电源故障情况下负荷安全经济转移，在百毫秒内快速隔离系统故障并恢复正常运行，大幅提升杭州电网的安全可靠性。

 

解决传统配电网难题

      

近年来，配电网的电源组成出现了明显变化，分布式电源发展迅速，接入需求增加，配网用户对电能质量及供电可靠性等要求不断提高，给传统配电网带来新的挑战。

     

在传统交流配电网中，因受制于交流的短路容量、电磁环网等问题，通常按照高压分区、中压开环的方式运行，系统设备利用率低，可靠性下降；电动汽车、分布式电源等直流设备需要增加交直流变换环节才能接入低压配网，降低了接入的便捷性、影响供配电效率。

      

为此，国网杭州供电公司创造性提出了在中压配电网中，采用柔直装置进行多馈线闭环运行，在遇到馈线过载或故障检修时，能够经济、安全地实现负荷转移，大幅减少转移过程的短时供电中断，同时可灵活控制系统潮流，实现多馈线间的负荷均衡，优化电网的供电能力，显著提高配电网的可靠性和设备利用率。

      

杭州供电公司运检部洪昊告诉记者：“直流技术在我国大电网上已有应用，如张北柔直电网工程输电技术、浙江舟山±200千伏五端柔性直流科技示范工程，都是直流输电技术，电压等级较高，技术比较成熟。而我们是率先在配电网上应用直流技术，配电网整体规模大、设备多，种类也比较多，要求技术的可推动性、可复制性。”

 

实现“四个提高”

      

据了解，江东柔直配电网示范工程额定电压±10千伏，总换流容量3万千瓦。该工程充分借鉴了舟山柔直输电工程建设经验，并综合考虑配网设备体积小、安装调试简单、便于运维的实际需求，研制开发了配网专业柔直模块、紧凑型换流阀和阀控系统、无工频变压器的MMC拓扑、集装箱式安装等系统集成优化方案，有效减少设备体积；工程采用的潮流优化和馈线负荷自动均衡等区域协调控制技术、故障快速定位和隔离保护技术，实现了配网合环运行，简化了运维工作；此外，工程率先采用混合型拓扑中压直流断路器和基于LLC谐振的模块化中压直流变压器组建直流配电网，是国家电网在电力技术上引领世界的又一次重要突破。

      

洪昊介绍，工程实现了配电网从传统放射型向多端互联网+络转变。“常规配电网电流都是单向的，从电源到负荷；交流电的两个电源之间难以直接互联。柔直技术可以解决该问题，实现组环运行，把原来的单电源供电变成多电源，提高供电可靠性。”

      

通过这种技术，该项目实现了“四个提高”：两路或多路电源同时供电负荷，连续转移和不停电转供，提高供电可靠性；直流母线电压稳定控制在±10千伏，任一端系统侧发生故障时，不会造成其他端的电压跌落或其他电能质量问题，提高电能质量；不同供区互联，提升供区互济能力，增强供区边界的供电能力，供电半径大，线路输送容量提升1.5倍，提高了供电能力；实现馈线负荷的动态均衡，三路交流馈线均衡率在90%以上，提高了设备效率。

 

将实现“源网荷储”友好互动

      

作为国内首个建成的中压配网柔直项目，杭州江东柔性直流配电网示范工程的建成，填补了我国交直流混合配电网建设、运维领域的空白；工程建设中采用的系统集成优化、区域协调控制等关键技术，为全国交直流混合配电网建设提供了可复制、易推广、便扩展的示范样板。

     

“项目是中压柔性直流技术全国第一次落地应用，具有探索应用及经验积累作用，对推动柔性直流技术发展具有重要作用，也是电网企业跨越式发展中直流技术的关键性探索应用。”洪昊说。

      

目前该工程通过建成柔性直流背靠背系统，实现了10/20kV中压电网的“四大提高”，为满足日益增长的直流负荷接入需求和实现分布式能源的就地消纳，该项目后期规划中将丰富电源侧、负荷侧的能源形式，从而达到开放、互联、多源互补和以用户用能为中心的能源互联网效果。

 

据悉，杭州公司将以示范工程为依托，加快构建新型配电网“源网荷储”友好互动系统，实现传统配电网向智能型、互动型、经济型转变，为迎接清洁能源时代的全面到来做好充分准备。

 

（中国能源报记者  吕银玲）