西开有限：柔性直流配电将成为建设三站合一的主战场之一-北极星输配电网

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2019年初，国家电网有限公司提出，建设“三型两网”企业，为公司应对挑战、实现新时代新发展开辟了新空间。三站合一作为建设泛在电力物联网的主要方向之一，利用变电站资源整合充换电（储能）站和数据中心站的“三站合一”新模式是泛在电力物联网的一种典型应用场景，这种模式下，数据中心站距离电源近，储能系统灵活、可控的为数据中心提供持续、可靠的后备电源。

以能量路由器为枢纽的柔性直流输配电系统可作为三站间的连接器，高效的连接变电站、储能站、数据中心站，实现由清洁能源至直流负荷的高效传输，网荷储协同供电，西开有限柔性直流配电在三站合一中的拓扑结构如图1所示。

柔性直流配电将成为建设三站合一的主战场之一

传统的数据中心供能主要依靠双总线 UPS 供电系统，备用电池要经过UPS设备中最薄弱环节—逆变器才能向负载供电，使得UPS系统必须两次变换能源、负载和UPS本身两个谐波源使系统过于复杂和臃肿、效率低下、可靠性不高。

图1、西开有限柔性直流配电在三站合一中的拓扑结构

柔性直流输配电技术是一种基于电压源型换流器的新型直流输电技术，其具有有功、无功独立控制能力，容易实现潮流反转，响应速度快。柔性直流输配电系统直接用直流电压对负载供电，以上问题迎刃而解，同时也解决了分布式电源、储能系统和多元化交直流负荷的高效稳定接入，使配电网从静态运行结构转变为灵活的、可主动运行的“智能”结构，从而为数据中心提供稳定的、高质量的电能，提高可再生能源消纳能力。此外，由于没有交流电源振幅、频率、相位等同步要求，并机扩容也更为简单。

图1所示的三站合一系统中，数据中心站依托柔性直流配电智能调配电能，泛在物联，实现精细化能源的合理利用，富余软硬件资源为公众及企事业单位提供数据信息云服务。同时，柔性直流配电系统作为“能源流”的物理载体，为边缘化的分散式数据中心站提供一种新型、高效的动力保障，减少电能变换能量损耗，提高用能效率。

因此，柔性直流输配电将是当前和未来数据中心建设的发展方向，是三站合一的主战场之一。

模块化柔性直流配电站

如图2所示的柔性直流配电系统中，10kV开闭所、能量路由器、±10kV断路器、交直流低压开关及二次设备等均采用模块化预制舱式组合设备，标准化设计、工厂化加工、模块化建设。具有节省土地占用、环境友好、布置灵活等特点。

图2、西开有限模块化柔性直流配电站

以能量路由器为核心的柔性直流模块可以动态调节有功，提供无功支撑，打破了原有配电系统只能通过负荷被动分配潮流的模式和单一配电模式，模块化柔性直流配电站低压侧可提供交流380 V、直流750 V和直流240 V等多种电压形式，可提供主动配电网（交直流混合微电网）以及即插即用电源等接口。

柔性直流配网系统核心产品

1) 10kV能量路由器

西开有限与哈尔滨工业大学合作开发了基于直流SST技术的10kV能量路由器，如图3所示，采用机柜式安装，能够实现直流配电网不同电压等级直流母线连接、电压变换、功率传递和电气隔离，具有故障电流自清除的能力。可以大大减少换流器的数目，更好地协调功率分配，提高供配电的效率，提升电网运行的经济性和可靠性。

图3、西开有限10kV能量路由器

2) 10kV直流断路器

西开有限与西安交通大学大学合作开发了10kV直流断路器，如图4所示，可用于海上风电、基于分布式清洁能源的直流微电网、工业节能、轨道交通、舰船综合供电等领域。10kV直流断路器是直流配网的关键设备，直流配网需要依靠直流断路器实现故障点的迅速隔离。

图4、西开有限10kV直流断路器

3) 模块化预制舱

模块化预装式变电站/换流站以预制舱为基本单元按功能划分模块，进行标准化设计、工厂化生产、模块化建设，根据变电站容量的不同配置选用不用的模块实现积木式的组合，具有占地面积小，建设周期短、安全可靠性高、外形美观等特点，完全颠覆了传统变电站的建设模式，为变电站建设提供了一种全新的解决方案，实现了从建设一座变电站到买一座变电站的跨越。

预制舱如图5所示。

图5、西开有限预制舱

西开有限紧跟时代和市场快速发展，秉承“中国西电装备电力”之理念，以客户为中心为导向，以振兴民族工业为己任，培育新动能、建立新优势，推动集团高质量历史性跨越式发展，建设世界一流智慧电气系统解决方案服务商。

关于西开有限

西安西电高压开关有限责任公司（简称西开有限）隶属于中国西电集团，始建于1955年,是我国“一.五”期间国家156项重点工程之一。经过60多年的发展，已成为中国输配电行业研发、制造开关电气设备的重要基地。

目前，西开有限形成了以研发、制造组合电器、隔离开关、断路器、互感器、模块化变电站和移动变电站等六大类、30个系列、80多个品种、1400多种规格的产品结构体系。其产品涉及到电网、水电、火电、光伏发电、风力发电、生物质发电、核电、储能等输配电领域，其产品出口到世界四十多个国家和地区，遍布于全球70000余座电站和变电站。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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