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(来源:中国能源报 ID:cnenergy 作者:吕银玲)
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。
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