Page 12 - 电力与能源2024年第二期

152 邹 坚：柔性互联新型配电系统可靠性研究

（2）在电能路由器的架构中，控制单元扮演着 （1）电能路由器需具备高精度的能量流向控
核心角色。它接收来自通信单元的数据以及功率 制能力，以实现高效的电压变换和确保电气隔离
单元反馈的信息，并通过内部的相关单元进行处 的安全性，同时显著改善电能质量。为实现宽电
理，维持了微网内部的能量稳定性。控制单元的 压变比、电气隔离，可以优化电能路由器内部器件
算法和逻辑设计对于优化电能的分配和使用至关 参数与模块组合；同时，合理配置无源元件以提高
重要，它使得电能路由器能够响应各种操作条件 电能质量，同时减小系统体积和质量。采用全控

下的需求。 功率器件和适宜的控制策略以实现能量的双向流
（3）功率单元是由多级电力电子变换单元组 动，确保电能路由器的高效运行。
成的复杂系统。这些变换单元具备多种关键功 （2）电能路由器应提供方便快捷的交、直流接
能，包括交流和直流电压等级之间的转换、交流和 口以支持新能源发电和分布式储能装置。可通过
直流电流波形的转换、即插即用的灵活性，以及电 设计合理的结构和运行参数等，来实现并网变换
气隔离等。这些功能的集成使得功率单元能够有 器 能 在 不 断 电 的 情 况 下 迅 速 并 入 或 脱 离 电 力

效地处理不同类型的电能输入和输出，从而支持 系统。
电网的灵活性和可靠性。 （3）电能路由器应能够根据网络信息快速实
以电能路由器为节点的新型混合配电网的组 施能量调度，以保证各线路电能需求的迅速匹配。
网模型如图 4 所示。 可通过合理使用分布式储能设备以及优先接纳新
能源发电出力等方式，来实现能量的智能化管理。

（4）通过高效、可靠的通信网络实现网络中各
节点信息的实时共享。通过综合信息处理，电能
路由器能够计算并优化能量路径，实现信息流与
能量流的协同管理。
（5）配备多端口的电能路由器应能精准控制

电能的大小和流向。可依据内部控制逻辑和上级
调度，来实现精确的电能路由。这使得设备能够
在能源互联网环境中支持灵活的网络构建，将分
图 4 新型混合配电网的组网模型 布式能源发电和储能设备与现存电力网络智能地
电能路由器采用多端口路由变压方式，现有 整合，以满足能源互联网的复杂性需求。

功率器件的承压能力有限，在将这种新型变压器 2.2 集群结构优势
直接应用于 10 kV 的中压配电网时，需要采用单 集群结构的优势如图 2 所示。
元组合技术承受高压。图 4 展示了在向低压交流 （1）根据数据中心供电原则，正常运行时每一
负载供电的情况下，采用新型传输路径与现有配 路 电 源 提 供 50% 电 力 ；但 当 一 路 电 源 出 现 故 障
电网中的单端或双端供电路径相比，其可靠性和 时，即故障运行时，另一路电源提供 100% 电力。
灵活性均有显著提升。 该变压器正常运行时负载率为 37.5%，故障运行

电能路由器具有高压交流端口、低压交流端 时负载率为 75%。
口、高压直流端口和低压直流端口共 4 类端口，为 （2）该变压器由 A，B 两个功率单元群组成，
电能的传输提供了更灵活的路径选择。 共计 8 个端口，10 kV 进线侧两个端口可以并联，
2.1 电能路由器的结构优势 也可以不并联。当应用于需要双电源、双变压器
从用户视角出发，电能路由器的设计和功能 配置时，采用并联方式；但当应用于对供电可靠性
应当具备以下几个关键优点。 要求不是很高的地方时，可以不并联，充分体现了