Page 58 - 电力与能源2023年第三期

252 张 哲，等：低压柔直互联系统在配电网中的应用研究

方式协助高渗透率的分布式发电消纳，并平滑其
引入的功率波动与高电压越限问题，解决新能源
出力波动导致的需对单台区进行大规模增容的问
题，减少一次设备的投资。在电网故障孤岛状态

下，由公共直流母线连接的分布式电源可为台区/
馈线中的重要负载提供短时应急供电，同时为系
统运行提供短时能量支撑。

图 3 基于多端口电能路由器的柔直互联系统示意图 4 工程案例

3 典型应用场景 4.1 农网台区柔性互联案例
项目所在河北某新区某村现有 16 台配电变
3.1 配电台区间功率分配平衡
压器，总容量为 6 490 kVA。其中，400 kVA 配变
配电变压器低压侧的柔性互联，可以在不改
10 台，200 kVA 配变 3 台，630 kVA 配变 3 台，冬季
变现有交流网架结构的条件下，实现不同供电台
最大负荷 3 881.94 kW，台区平均负载率 61.72%。
区互连和双向潮流灵活控制，解决不同台区或馈
其中，1 号台区、5 号台区、11 号台区的负荷率差别
线之间重载、轻载的功率不平衡问题，实现馈线间
较大存在严重的负荷不均衡问题，预测最大负荷
负荷的实时平衡运行，优化配电变压器容量和负
率分别为 57.84%，82.35%，29.30%。村内现有光
荷利用率；电能路由器交流端口同时具备无功支
伏装机容量为 300 kWp，储能系统总容量为 800
撑能力，对所连接的低压馈线可进行无功补偿，提
kWh。本项目将 1 号台区、5 号台区、11 号台区在
高用户侧电能质量，减小常规台区系统无功补偿
低压侧进行互联组成低压直流互联系统，实现台
设备；在故障情况下，可实现故障侧馈线负荷的灵
区 负 荷 率 平 衡 ，预 计 系 统 内 最 大 平 均 负 荷 率
活快速转供，以及非故障区域的快速恢复，提高供
52.91%，有效降低 3 台配电变压器之间的负载率
电安全性和可靠性，实现馈线间的互备互供。
差异，提高配电变压器的负荷利用率。结合区域
3.2 新型负荷的优化配置和互动
内现有分布式光伏和储能设备的位置条件，现有
以多端口电能路由器为核心，将交流配电、直
流配电、柔性互联、微电网等系统有机集成，形成 光伏保留在 5 号台区。储能系统分别接入 1 号台
区和 11 号台区，同时考虑未来预计新增的分布式
基于柔直互联的交直流混合配电网，可以实现电
光伏和储能设备，在低压柔直互联网络的主网架
动汽车、分布式电源和储能的友好接入，是源网荷
储互动的基础。当某些台区/线路负荷轻载时，可 上布置光伏、储能、充电桩、直流负荷接口等多种
根据自身实时负荷率，充分利用其剩余容量，通过 预留接口。
电能路由器为其他重载台区或电动汽车充电站供 低压柔直互联系统运行工作模式包括转供功
电，实现各配电变压器利用率均衡。当区域内台 能、检修/故障状态、光伏消纳 3 种，可实现以下系
区/线路负荷重载，配电变压器备用容量不足时， 统功能。
可通过储能装置为充电站供电；此外，通过柔性互 （1）平衡各台区负荷率，实现各台区之间容量

联实现电动汽车到电网（V2G）或换电站到电网 互济。
（S2G）的接入，利用电动汽车电池或储能装置，实 （2）提高供电可靠性，减少检修或故障导致的
现削峰填谷和需求侧响应。 用户停电时间。
3.3 分布式新能源的友好接入和高比例消纳 （3）提高光伏就地消纳能力。
对于分布式电源的大量接入，电能路由器可 低压柔直互联系统主要设备为柔性互联 AC/
集成多台区/馈线，采用台区/馈线间潮流互动的 DC 柜 ：1 号 柔 性 互 联 AC/DC 柜 ，核 心 设 备 包 括