交直流混合

重点介绍交直流混合配电网改造、规划与运行等关键技术。他表示分布式可再生能源电源大规模接入配电网，对配电网的安全、高效、优质和灵活运行带来了巨大挑战，亟需通过创新配电网结构模式提升配电网对新型源荷的接纳能力。与交流配电网相比，直流配电网具有更强的供电能力、更灵活的控制能力和更高的电能质量，对于促进分布式可再生能源大规模接入具有重要意义。综合考虑技术可行性和经济性，交直流混合组网是当前可行的技术手段。

对配网直流开关现状和发展趋势进行了探讨。以珠海唐家湾直流配电系统示范工程、苏州中低压直流配用电工程、张北小二台柔性变电站（电力电子变压器）示范工程、苏州同里新能源小镇交直流混合微网工程、浙江杭州大江东柔性直流风光储示范工程为例，介绍了这些工程中直流配电开关技术现状以及未来的发展趋势。

柔性交直流混合配电网保护控制技术是柔性交直流混合配电网技术的重要组成部分，承担着第一时间处置故障的任务。国网天津电力在天津电科院组建产学研攻关团队，推进柔性交直流混合配电网保护与自愈控制关键技术攻关和成果落地应用——

针对现有配电网鲁棒调度方法缺乏对不确定参数相关性问题的考虑，提出了一种基于数据驱动多面体集合的交直流混合配电网鲁棒调度方法。首先，构建分布式光伏出力的传统多面体集合，利用历史数据驱动形成了相关性包络图，通过弯曲多面体集合边界，建立了相关性多面体集合模型。然后，在此基础上，针对相关性多面体集合存在鲁棒性差和保守性大的问题，建立了数据驱动的多面体集合模型。进一步，建立了基于数据驱动多面体集合的交直流混合配电网鲁棒调度模型，并采用列与约束生成(column and constraint generation, CCG)算法对鲁棒调度模型进行求解。最后，改进的IEEE33节点系统仿真结果表明，基于数据驱动多面体集合的交直流混合配电网鲁棒调度方法可以减少优化结果的保守性，提高其鲁棒性，证明了所提出方法的有效性。

配电网直流化是未来发展的重要趋势。城市配电网电缆化率的快速提升、分布式电源直流接入的迫切需求以及数据中心等新兴直流负荷的快速发展，给配网直流化发展提供了强劲动力。发展新一代变电站技术，支撑交直流混合配网构建，已成为配电技术领域的研究热点和竞争制高点，列入国家和公司“十三五”科技规划。 面对新一代变电站发展需求，项目团队在国际上率先提出“柔性变电站”概念，以电力电子技术为核心，具有交直流多端口，端口参数独立调节，功率灵活调配，故障和电能质量扰动相互隔离，集成度高、运行灵活、兼容性好。以其为枢纽站构建交直流混合配电网，可满足用户和电源的定制化需求，助力电网企业服务能力和服务价值提升。 依托公司重点科技项目和2017年“十大重点科技创新工程”，产学研用联合攻关，历时6年，攻克了交直流多端口复合换流、直流短路快速阻断、大容量全固态高频变压器研制、故障穿越等难题，实现了柔性变电站技术从理念到实践的全面突破。

能量路由器(energy router,ER)作为新兴电力电子设备，可以实现电能在电力系统中的灵活分配。分析ER对系统的影响，研究以ER为配电枢纽的交直流混合配电网潮流计算方法，对实现配电网的优化运行具有重要意义。文中首先基于改进交替迭代法建立ER的稳态潮流模型，并对ER直流端口采用下垂控制策略，结合传统解耦法，提出一种适用于含ER的配电网交直流解耦迭代潮流计算方法。以含有多个ER的IEEE 14节点和IEEE 69节点配电系统为算例进行仿真计算，验证所提方法的正确性与收敛性。为分析ER对系统运行的影响，对不同场景下IEEE 69节点测试系统进行仿真计算，证明ER在系统中可以支撑节点电压，减小系统运行损耗。

微电网接入配电网之后，能够规避分布式电源给配网带来电压闪变、谐波污染等一系列不利影响，促进分布式电源与可再生能源的大规模接入。常规的微电网组网结构主要以交流微电网系统为主。近年来，随着用户直流负荷持续增加，以及光伏、电池储能系统等具有直流输出特性的分布式电源在用户侧的广泛接入，兼顾交/直流分布式电源并网需求以及交/直流负荷供电需求的混合型微电网成为工程的建设热点。交直流混合微电网同时具有交流微电网与直流微电网的优点，可根据供电区域内分布式电源与负荷类型灵活选取组网方式，并且可以减少分布式电源的电能传输环节，降低电能传输损耗。由于交直流系统的帮合导致交直流混合微电网系统的运行管理较为复杂，目前尚没有完善、标准的组网和运行管理模式，实际工程过程中普遍存在着并网/孤岛切换振荡难以抑制、交直流系统交互影响、对外联络线功率难以管控等难题。本成果创新性提出一种基于混合储能技术的交直流混合微电网组网拓扑及其运行控制方法，旨在解决交直流微电网技术在实际工程中存在的上述难题，实现交直流微电网系统多模态稳定运行及与大电网间的协同调度，保障区域内交直流负荷的高质量电能供给及多样化分布式电源的高效利用，推动我国分布式能源技术的发展及工程推广应用，加快我国能源消费结构的“电能替代”和“清洁替代”进程。