柔性變電站或成未來智能電網的樞紐-國際節能環保網-行業資訊

柔(rou)性(xing)變(bian)電(dian)站(zhan)是(shi)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)和(he)信(xin)息(xi)技(ji)術(shu)結(jie)合(he)的(de)產(chan)物(wu)。它(ta)以(yi)多(duo)功(gong)能(neng)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)變(bian)壓(ya)器(qi)替(ti)代(dai)傳(chuan)統(tong)變(bian)電(dian)站(zhan)中(zhong)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)等(deng)一(yi)次(ci)設(she)備(bei)，推(tui)動(dong)變(bian)電(dian)站(zhan)關(guan)鍵(jian)設(she)備(bei)由(you)“多種設備組合”向“單一設備集成”方向發展，具有靈活組網和“一站多能”等優勢。柔性變電站可滿足分布式電源、新能源汽車、大數據中心等新興負荷大規模接入對配電網提出的直流供電、高可靠性、高質量供電等要求。
作為交直流混合配電網的樞紐，柔性變電站關鍵技術和核心裝備的突破，讓人們看到了未來配電網的模樣。
探索柔性變電站技術，推動源網荷融合發展如今，全球能源正向清潔、低碳、電dian氣qi化hua方fang向xiang轉zhuan型xing，分fen布bu式shi電dian源yuan和he儲chu能neng技ji術shu快kuai速su發fa展zhan，配pei電dian網wang逐zhu步bu轉zhuan變bian為wei有you源yuan係xi統tong。分fen布bu式shi電dian源yuan的de波bo動dong性xing和he間jian歇xie性xing使shi配pei電dian網wang的de潮chao流liu波bo動dong更geng加jia頻pin繁fan和he劇ju烈lie，配pei電dian網wang變bian電dian站zhan的de電dian壓ya和he潮chao流liu調tiao節jie能neng力li亟ji須xu提ti升sheng。
在電網側，隨著城市現代化進程加快，城市電網電纜化率逐年提升，線路充電無功功率增大，電網高電壓、諧波幹擾等電能質量問題日益突出。改變傳統的交流供電方式、探索發展直流配電網成為一種有效的技術解決途徑。在負荷側，數據中心、新能源汽車等新興電力負荷通過多級電力電子變換後接入交流配網，環節多、係統複雜、效率低下。這就需要變電站配備直流接入端口，以減少設備投資、提升用能效率，避免給電能質量帶來不利影響。
建設和發展交直流混合配電網，能夠滿足分布式發電、電網和新興負荷等各方麵訴求，推動“源－網－荷”融合發展。針對這一技術發展趨勢，全球能源互聯網研究院有限公司率先提出了“柔性變電站”的概念。
柔性變電站是以電力電子技術為核心，具備高度集成、高度靈活、高(gao)度(du)兼(jian)容(rong)性(xing)特(te)征(zheng)的(de)新(xin)一(yi)代(dai)變(bian)電(dian)站(zhan)。與(yu)應(ying)用(yong)傳(chuan)統(tong)變(bian)電(dian)站(zhan)相(xiang)比(bi)，在(zai)交(jiao)直(zhi)流(liu)配(pei)電(dian)網(wang)中(zhong)應(ying)用(yong)柔(rou)性(xing)變(bian)電(dian)站(zhan)，以(yi)多(duo)功(gong)能(neng)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)變(bian)壓(ya)器(qi)替(ti)代(dai)傳(chuan)統(tong)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)、斷路器、無功補償等一次設備，可實現“一站多能”，減少設備占地麵積和維護成本；使變電站具備不同電壓等級的交、直流接口，支持靈活組網和分布式能源即插即用；改變傳統變電站潮流自然分配方式，實現潮流按需分配，提高配電網的靈活性；由換流閥實現故障快速隔離和係統恢複，減少停電損失；實現係統和用戶的電能質量隔離，滿足敏感用戶的電壓暫降抑製需求，保證優質供電。
柔性變電站具有柔性自愈、靈活高效等優勢
柔性變電站技術具有技術原創、柔性自愈、靈活開放、智能高效四方麵的特點。
●技術原創柔性變電站的核心裝備――電力電子變壓器取得了5項技術突破，實現多端口一體化變壓變換、直流故障隔離、端口間能量雙向互濟、交直流負荷高可靠供電4種功能，功率密度是現有技術的200％，大幅降低了設備成本和占地。
●柔rou性xing自zi愈yu柔rou性xing變bian電dian站zhan與yu交jiao直zhi流liu配pei網wang工gong程cheng對dui未wei來lai配pei電dian網wang發fa展zhan形xing態tai進jin行xing了le大da膽dan嚐chang試shi，提ti出chu了le基ji於yu柔rou性xing變bian電dian站zhan的de交jiao直zhi流liu配pei電dian網wang新xin理li念nian，構gou建jian了le成cheng套tao設she計ji的de框kuang架jia體ti係xi，設she計ji了le多duo種zhong交jiao直zhi流liu配pei電dian網wang組zu網wang模mo式shi。工gong程cheng發fa展zhan完wan善shan了le交jiao直zhi流liu配pei電dian網wang理li論lun，攻gong克ke了le“源－網－荷”協調優化控製和直流快速保護技術難題，實現了功率潮流的靈活調控、故障限流與自愈。
●靈活開放電力電子變壓器具有多個交直流端口，低壓側能同時提供直流750伏（含240伏）、交流380伏等3種靈活的供電方式，可實現多種能源、多元負荷和儲能的即插即用和靈活接入，豐富了用戶對電能供應的自主選擇權。
●智能高效工程的技術創新推動了“源－網－荷”協調發展，為發電、電網、用戶帶來效益。先進的電網調度控製技術讓配電網更加智能，能實現“源－網－荷”間(jian)的(de)能(neng)量(liang)互(hu)補(bu)調(tiao)劑(ji)，讓(rang)光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)既(ji)能(neng)就(jiu)地(di)使(shi)用(yong)，又(you)能(neng)在(zai)發(fa)電(dian)富(fu)餘(yu)時(shi)保(bao)證(zheng)全(quan)額(e)上(shang)網(wang)消(xiao)納(na)並(bing)不(bu)間(jian)斷(duan)高(gao)可(ke)靠(kao)供(gong)電(dian)。領(ling)先(xian)的(de)電(dian)子(zi)電(dian)力(li)技(ji)術(shu)讓(rang)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)更(geng)加(jia)高(gao)效(xiao)。
已實現工程應用，未來發展前景廣闊柔性變電站在我國已實現工程應用。2018年8月，聯研院與國網冀北電力、南瑞集團聯合，建成世界首個全可控電力電子柔性變電站及交直流混合配電網工程――張北柔性變電站及交直流配電網科技示範工程。工程具有科技創新、新興產業多元供電服務、清潔能源消納、服務光伏扶貧等四大亮點。
工程建有10千伏柔性變電站一座，其核心的5兆瓦多功能電力電子變壓器包含10千伏、380伏兩個交流端口和±10千伏、750伏兩個直流端口；建有10千伏光伏直流升壓站一座，接入張北縣德勝村億利集團2．5兆瓦光伏扶貧電站，實現兆瓦級光伏發電直流升壓並網，減少了變換環節，降低了損耗，以此形成包含“源－網－荷”元素的柔性交直流配電網。
工程還為阿裏巴巴集團小二台數據中心提供了直流750伏及240伏、交流380伏等3種靈活的供電方式，提高光伏係統效率約2％，節省數據中心設備投資約1％，提升數據中心約10％的能效。截至9月30日，接入的光伏扶貧電站已累計發電704．6萬千瓦時，創造收益739．83萬元。工程已穩定運行22個月，經曆了“雙十一”和“雙十二”購物節負荷考驗；為用戶節省設備投資700萬元，用戶能效提升10％；成功避免了4次相鄰線路故障對用戶的影響。
聯研院將繼續與國網冀北、河(he)北(bei)電(dian)力(li)合(he)作(zuo)，共(gong)同(tong)推(tui)進(jin)柔(rou)性(xing)變(bian)電(dian)站(zhan)應(ying)用(yong)。今(jin)年(nian)年(nian)底(di)，基(ji)於(yu)柔(rou)性(xing)變(bian)電(dian)站(zhan)的(de)張(zhang)家(jia)口(kou)崇(chong)禮(li)區(qu)多(duo)能(neng)互(hu)補(bu)微(wei)電(dian)網(wang)示(shi)範(fan)工(gong)程(cheng)計(ji)劃(hua)建(jian)成(cheng)投(tou)運(yun)。該(gai)工(gong)程(cheng)以(yi)柔(rou)性(xing)變(bian)電(dian)站(zhan)設(she)備(bei)為(wei)核(he)心(xin)，涵(han)蓋(gai)風(feng)、光、儲、新能源汽車多能源形式，將實現100％清潔能源供應和重要負荷高可靠供電，有效解決崇禮低碳奧運專區的供電難題，服務“綠色奧運”“低碳奧運”。
後續，柔性變電站將在河北邯鄲應用，並被國網甘肅、天津電力和阿裏巴巴列為未來數據中心供電的優選方案，對交直流配電網組網、數據中心高可靠高效供電、分布式光伏接入起到重要作用，具有廣闊的應用前景。

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