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——

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。

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。

2015年，国家印发了《关于促进智能电网发展的指导意见》系列文件，明确了发展配网柔性化技术，鼓励交直流混合配用电技术研究与试点应用。2021年“碳达峰、碳中和”重大战略出台，配电网作为重要的公共基础设施，在促进分布式电源就近消纳、承载新型负荷等方面的功能日益显著，其柔性化转型将有力支撑双碳战略，推动配电网高质量发展。

搭建了风光沼储交直流混合微电网系统模型，在满足系统供电可靠性的条件下，以新能源利用率最高、经济成本最优、碳排放最小进行多目标优化，研究了在某气候条件下，该微电网能源系统的经济技术最优配置。

北京电力设备总厂有限公司以特高压电网装备、大型电站辅 机设备、工程总包成套服务、备品配件与检修维护服务为主业， 并与清华大学合作建设新能源关键直流装备联合研究中心，研发新型电力系统的电力电子关键设备、智慧能源设备、“风光储氢 ” 设备等高端智能电力装备。2022 年企业综合能源消费量 3816.1 吨标煤，总用电量 1071 万 kWh。北京电力设备总厂有限公司“源 网荷储 ”一体化绿色微电网（简称北京电力设备总厂微电网）自主研发低碳能源管控系统平台，建设 4. 1MW 分布式光伏、1.5MW 交直流混合微网系统架构、直流充电桩以及直流照明等负荷、 4MWh 防爆储能系统，形成光储联合发电控制运行方式和调度模式示范应用。

基于模块化多电平变换器的固态变压器(modular multilevel converter based solid state transformer, MMC-SST)是实现交直流混合配电网柔性互联及能量多向流动的关键装备。针对固态变压器输入级MMC子模块电容纹波电压过大，导致装置的体积和成本增加的问题，提出一种基于比例重复控制的MMC-SST改进纹波电压抑制策略。首先利用基于比例重复控制的电容电压闭环得到调整后的功率移相角。然后，通过双有源桥变换器将子模块电容纹波功率传递到低压直流母线，从而有效抑制MMC子模块的各频次纹波电压，达到减小电容值的目的。最后，仿真结果表明在网侧电压对称或不对称工况下，基于比例重复控制的MMC-SST子模块电容纹波电压抑制策略均具有良好的纹波电压抑制能力。