Page 57 - 电力与能源2023年第三期

张 哲，等：低压柔直互联系统在配电网中的应用研究 251

配电自动化系统主站/子站、配电自动化终端和通 示 。 柔 性 互 联 的 关 键 技 术 是 通 过 柔 性 软 开 关
信网络等部分组成。 （SOP）和柔性环网控制装置（FLNC）实现配电网
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近年来，新一代的配电自动化系统应用智能 的柔性互联，并构建多元的设备接入形式 。
融合终端实现配电台区一体化综合管控，应用智
能辅控装置、远动网关、数据终端单元（DTU）、一

二次（融合）成套设备实现中低压设备状态监测与
配电室全景监测，应用光纤纵差保护、智能分布式
馈线自动化等技术实现配电网故障快速自愈。
图 1 配电网馈线间柔性互联基本方式
1.2 新型电力系统下的配电网需求
随着“双碳”目标的推进，新型电力系统下高 基于背靠背电压源换流器（VSC）的典型互联
渗透率分布式电源接入电网，配电网正在由无源 双馈线配电网示意如图 2 所示。柔性软开关由 2

网络变为有源网络，源网荷互动要求不断增加，加 个 VSC 组成，具有端口间功率连续调节功能，在
上分布式储能、数据中心及充放电站等负荷在电 正常运行时可进行潮流控制、无功补偿和电压调
网中的占比不断提升，对电力系统特别是配电网 节，在异常运行条件下可进行故障隔离和供电恢
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复 。软开关彻底改变了常规配电网“闭环设计、
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的安全可靠性和经济运行能力提出更高要求 。
开环运行”的供电方式，是构成全面可控柔性互联
传统配电网采用“闭环设计、开环运行”方式，
配电网的核心装备。
电源结构单一，源-网-荷之间单向传输，联动性
弱；配电网内台区/馈线间功率不平衡，分布式电
源与负荷渗透率不一，跨台区调控能力不足，设备
利用率低 ；在故障发生时，台区间资源无法相互 图 2 基于背靠背 VSC 的典型互联双馈线配电网示意
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快速支援，易扩大事故范围，导致系统可靠性下 2.2 基于多端口电能路由器的柔直互联系统
降，不能很好适应和满足分布式电源接入以及多 背靠背柔性互联可实现配电网闭环运行，但

能协同运行的要求，亟需有效的柔性调控手段以 是在负荷转供时仍会出现供电短时中断，柔性环
根据运行情况灵活调整网架拓扑，满足分布式电 网 控 制 装 置（FLNC）通 过 3 个 或 以 上 的 VSC 将
源及多元负荷“即插即用”需求，实现源、网、荷、储 多 个 不 同 区 域 的 配 电 网 进 行 互 联 ，从 而 形 成 环
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的高效互动 。 网，提高配电网拓扑灵活性，从而实现多条馈线
联络，有效解决不停电负荷转移，降低配电系统
2 低压柔直互联系统
的备用容量。通过调节其交流端口的输出电压
2.1 柔性互联技术 幅值和相位角，可精准控制各端口的有功和无功
传统配电网依靠断路器和联络开关的开断动 功率，进而优化配电系统潮流分布，实现并离网

作实现“闭环设计、开环运行”的供电控制。基于 平滑切换 。
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电力电子设备的柔性互联是将配电网中各台区/ 基于多端口电能路由器的柔直互联装置是台
馈线、各交/直流配电子网或微电网（群）等通过柔 区低压柔性互联系统的核心设备，与常规联络开
性互联设备（FID）连接，实现分布式新能源、储能 关相比，柔性互联技术可以解耦控制有功功率、无
设备、电动汽车等的友好接入，并在各台区间实现 功功率，改善功率传输的灵活性，不仅具备断开和

智能调度，达到潮流控制、有功无功功率优化、协 连通功能，而且没有常规机械式开关动作次数的
同保护等功能，具备控制连续、响应速度快、动作 限 制 ，运 行 模 式 柔 性 切 换 ，控 制 方 式 灵 活 多
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频繁和故障率低等特性 。 样 ［10-11］ 。基于多端口电能路由器的柔直互联系统
配 电 网 馈 线 间 柔 性 互 联 基 本 方 式 如 图 1 所 示意如图 3 所示。