直流配电网

他提出，未来的柔性交直流中低压配电网系统可灵活接入传统交流电网、分布式间歇性电源、储能系统、多形式的交直流负荷等，而各种分布式新能源的高效消纳、能源的协调控制以及用户侧的高质供给等均可由能量路由器来完成。

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。

近年来，随着直流输电工程的快速发展以及直流负载的广泛应用，高可靠、低成本的直流断路器研究日益受到人们的关注。然而，目前尚未完全形成系统的直流保护理论体系与快速直流断路器技术，难以保障直流电网的安全可靠运行，阻碍了其进一步发展。本报告，首先对直流配电网的故障特性进行了分析，指出固态断路器更符合中低压直流系统的需求；在此基础上提出了一种基于碳化硅JFET的智能固态断路器拓扑结构及其控制策略；此外，讨论了JFET的串并联技术，大幅提升了直流固态断路器的功率等级。

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——

电力系统中可能会出现多个位置电压降低或电流异常的情况，导致中压直流配电网相关故障信号特征会发生明显的形变波动，超过正常的波动区间，导致故障诊断精细化程度下降。提出了中压配电线路断线高阻接地故障精细化诊断方法。在构建高阻接地电阻模型的基础上，采用小波能量矩算法获取中压配电线路断线高阻接地故障特征，将提取的故障特征输入最小二乘多级支持向量机中，实现中压配电线路断线高阻接地故障精细化诊断。仿真结果表明：所提方法获取的故障相电压波形差异小于2.3%；故障相电流波形相似度高于98%；诊断时间较短，故障诊断时的最高识别率可达到98%，平均识别准确率达到了95%；收敛值达到0.97。由此可知，所提方法抗干扰性能强，可以准确识别光伏能源接入中压配电线路断线高阻接地故障，保证光伏能源接入中压配电线路后的稳定运行。

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)的柔性直流配电网具有不存在换相失败等优点。但换流器存在低惯性、弱阻尼等特性，导致故障电流上升速度快且峰值高，对系统危害极大。针对直流配电网发生单极接地故障难以准确选择故障馈线的问题，提出了一种基于拐点密集区凹凸波动特性的直流配网故障检测方法。首先，利用变分模态分解算法对各馈线零模电流进行分解，选取特征分量。然后，计算特征分量的二阶导数，选择拐点密集区并进行归一化处理，得到各馈线的凹凸波动性。最后，判定凹凸波动性与其他馈线相异的线路为故障线路。仿真结果表明，所提方法能够快速识别故障馈线，且受过渡电阻、采样频率、数据窗和噪声等因素影响小。

模块化多电平直流变压器(modular multilevel direct current transformer，MMDCT)为实现电动汽车充放电集群高效稳定并入城市直流配电网提供了一种可行的解决方案，但其启动过程中存在电容充电和变压器励磁涌流造成的冲击电流。为此，提出了一种基于复合频率控制的快速预充电策略，利用直流量和中频量分别独立MMDCT的原边和副边充电。原边充电采用双闭环控制，副边充电采用变步长移相的峰值电流控制，解决了充电速度和冲击电流之间的矛盾。进一步对多种预充电策略的冲击电流进行了量化对比分析。通过仿真验证了所提出预充电策略的有效性和可行性，结果表明，所提出的方法有效控制了冲击电流大小和充电时间。

新型直流配电系统故障期间暂态特征复杂多变，继电保护存在拒动和误动情况。为了避免继电保护的不正确动作对故障诊断产生影响，提出一种基于贝叶斯网络信息融合的直流配电网故障诊断方法。首先，对传统继电保护贝叶斯网络模型进行改进，同时考虑直流配电网故障限流策略，分别构建保护动作信息、断路器动作信息和限流策略信息3种贝叶斯网络模型，对故障区域内各元件的故障概率进行初步评估。其次，利用D-S证据理论将各元件对应的故障概率信息进行融合，完成故障元件的判别。然后，应用故障元件对应的贝叶斯网络模型识别误动或拒动的保护装置与断路器，实现对直流配电网的故障诊断。最后，通过算例验证了所提故障诊断方法的可靠性以及准确性。

电力系统智能化水平不断提高，为满足现代社会和人民生活对于供电可靠性及电能高质量要求发挥了重要作用。使厂站交直流电源、通信电源、配网电源、机器人、无人机等专用电源，还有直流配电网、新能源、储能等，直接或相关交直流电源的技术发展和应用在多领域应用日益广泛。由此，交直流电源及系统的安全性、可靠性、经济性、少维护已倍受重视。需要高质量发展交直流电源技术，开展高安全、高可靠、高效能、长寿命交直流电源设备和蓄电池技术的研究，实现直流电源智能化远程在线维护，建立高效能电源系统，更好的助力新型电力系统建设。