柔性互联

天津公司根据10千伏网架结构基础，在现状标准单环网、双环网网架的基础上创新提出“雪花网”网络架构，得到中国工程院院士、中国电科院相关专家一致认可。自2022年开始试点并逐步推广建设，并同步开展配电自动化终端及主站策略、台区智能融合终端、低压柔性互联等装置应用，具备线路动态重构和故障快速自愈功能，实现了电网安全升级、绿色升级、智慧升级和服务升级。下一步，天津公司将以“雪花网”为引领，打造国际领先的城市配电网，提高配电网运营质效，提升供电服务水平，助力天津智慧城市建设和高质量发展。

伴随分布式能源广泛接入低压配电网，其对配电网运行灵活性和消纳能力的要求不断提高。利用低压柔性互联装置将独立运行的低压配电台区分区互联，避免传统电压调节和无功补偿装置频繁动作。考虑到柔性互联装置造价昂贵，协同传统电压-无功调节装置，文中提出低压柔性互联装置的选址定容规划方法。首先，分析低压柔性互联装置拓扑和运行方式，建立其潮流模型。其次，建立低压柔性互联装置优化配置的双层规划模型，上层规划以年综合费用最小为目标，下层规划考虑电压-无功协调控制时间序列模型，以运行成本和电压偏差最小为目标，基于粒子群优化算法和混合整数二阶锥规划算法交替求解，得出配电系统最优柔性互联方案和最优运行方式。最后，在IEEE 33节点系统上进行实例分析，验证该双层规划算法的有效性。结果表明，所提方法能有效减少柔性互联装置的过度布置，同时减少由分布式能源频繁波动造成的运行成本。将模型凸化并线性化的方法明显提高了求解效率。

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。

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。

随着规模化的分布式新能源、储能及新型电能替代负荷接入配电网络，传统配电网角色已从单一的电能供给网络逐渐演化为区域资源优化配置平台。然而，现阶段尚缺乏支撑海量分布式资源管理与协同运行控制技术体系,限制了配电系统资源优化配置能力的发挥。本报告提出一种基于灵活组网运行与多端口柔性组网设备的物理及运行形态，从分层自组织架构设计、拓扑优化运行手段、柔性互联及交直流组网支撑设备等方面介绍团队研究成果，为新型配电系统分布式资源管理与高质量运行提供系统性的解决方案。

“碳达峰、碳中和”背景下，未来新型配电系统将面临分布式电源、电动汽车等新元素的大规模接入，并可能逐渐发展成为多微网互联形态。 本次演讲，主要针对多环自相似柔性互联的“蜂巢”配电网形态进行介绍，首先，阐述新型电力系统背景下，现状电网可能面临的挑战，并论证蜂巢拓扑结构在应对挑战时的优势；其次，明确蜂巢配电网的核心特征，并结合实际场景，探索其工程实施可行性；最后，结合设想的工程场景，总结蜂巢配电网在规划建设、设备开发、运行及电力交易等方面的关键问题，并给出后续研究思路。

随着分布式新能源发电、电气化荷-储更大规模接入，传统交流配电网已无法满足由于能源转型带来的电网升级需求。“源-网-荷”问题本质是面对新型源荷所存在的时空分布不均与能量波动特性，现有配用电网缺乏能量互通路径和能流调节手段。对比传统配电网一次设备的调节手段，柔性互联可取代传统联络开关，实现配电网馈线的常态化柔性互联，增强配电网快速、灵活的调节能力，馈线间互联互济，提高配电网运行水平。此外，传统配电网架构的调节手段无法满足电动汽车、数据/通信中心、分布式新能源等直流型源-荷迅速发展的需求，以多端馈入型固态变压器为核心的新型交直流混合配电网可增强配电网快速、灵活的调节能力，实现馈线潮流灵活调节。本报告介绍柔性互联技术在配电网中的典型应用场景，并从电压等级角度介绍中压柔性互联关键技术及低压柔性互联关键技术，最后介绍柔性互联技术的应用与展望。

柔性多状态开关(soft open point , SOP)与传统联络开关相比功能更多，响应速度更快，是实现电力网络柔性互联的重要装置之一。SOP中开关器件的存在使系统运行状态在连续系统和离散系统间来回切换，提出对SOP采用更为合适的混杂系统模型进行建模控制。首先对各端口的8种开关模态进行分析，然后将1个工频周期分为12个子区间，通过系统连续状态量和各开关模态的关系推导出各子区间内开关模态的切换规则，依据切换规则设计了离散控制器，根据连续状态量相互之间的转换关系设计了连续控制器，综合得到了各端口在不同运行模式下的混杂控制器，最后在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型，通过与传统建模控制方法的仿真对比，验证了所提方案的有效性。

光伏整县推进和电动汽车快速发展造成配电网末端电压偏高等电能质量问题，基于区域柔性互联的柔性多状态开关(flexible multi-state switch, FMSS)技术成为解决方案之一。针对柔性多状态开关PQ模式与VF模式间切换的波动及冲击性问题，提出在状态跟随控制器之后添加惯性环节，并改进相位预同步环节，可实现FMSS并离网工作模式的平滑切换。针对FMSS直流母线控制端的馈线故障导致系统运行崩溃问题，提出一种引入权值调节的控制策略，可实现系统稳定运行情况下，有功控制和直流母线电压控制的平滑切换。在MATLAB/Simulink环境下搭建了三端口FMSS仿真模型，对提出的控制策略进行了仿真验证，仿真结果实现了任意馈线故障下三端口FMSS无缝转供电功能。最后搭建物理实验平台，进一步验证了所提平滑切换策略的有效性。

7月11日，国网江苏省电力有限公司在扬中市新坝镇建设的户外柜式多端口中压柔性互联系统投运3周以来，3条互联线路整体倒送电能较去年同期减少60%以上，提升了分布式光伏就地消纳水平，助力扬中绿色低碳能源岛建设。