负荷供电

配电网低负荷密度供电区域，多为农网线路，地形复杂，线路运行环境恶劣，故障频发，查找故障困难；本报告，首先针对低负荷供电区域的特点，介绍了兴汇公司在一二次融合设备方面的探索与实践；其次，结合农网线路的实际情况，提出了“继保+FA”就地智能型馈线自动化策略，CVT技术在配电网在线监测领域的创新应用，“基于特征量自识别+零序功率方向”精准接地故障研判策略等创新研究成果；最后，报告集中展示了兴汇公司产品在国内配电网的使用效果和应用案例。

简述了直流配电技术发展的背景、面临的挑战，以及技术应用现状，并介绍了美国、德国、英国、韩国，以及我国厦门、甘肃、浙江、深圳、上海等诸多国内外直流配电技术的典型案例。 报告指出，直流配电技术在供电能力、电能质量、可控性以及对分布式可再生能源和柔性负荷的兼容性等方面均表现出突出的优势。在大规模海上风电、用户定制电力系统以及终端负荷供电等方面均表现出竞争力和广阔的应用前景。美国、欧洲及日本均提出了相应的系统架构或建设了研究网络，直流配电技术正处于探索及试点期，技术高速发展，潜力巨大。需要科学、理智地思考战略策略和技术路线。

石化能源枯竭直接推动新能源产业的飞速发展，而新能源的不稳定特性使其大多无法直接并入电网或给负荷供电。储能已渗透到电源侧、电网侧、用户侧等各环节[1]，发展潜力巨大，它将电能进行存储，一方面平抑了波动，另一方面使得能源在时间尺度上的平移变得可能，是新能源产业的支撑技术。储能的并网发电与多类型储能协调利用分别涉及到并网变流器和储能系统上层控制，对新型储能变流器算法及混合储能协调控制器算法的开发能够扩展储能系统的应用，具有广阔前景。为了加快培养储能领域“高精尖缺”人才，教育部、国家发展改革委、国家能源局三部委联合制定了《储能技术专业学科发展行动计划（2020—2024年）》，为推动我国储能产业和能源高质量发展做好引导。

基于“源网荷储”构建的大型区域孤岛电网，发输配用各环节俱全，具备孤网运行特性，可以独立为大工业生产负荷供电。但是因为其内部设备类型复杂多样，实际运行面临诸多挑战,

“你们加装了这台新装置后，每天不管几点，我家的电钢磨想用就用。”4月6日，湖北省恩施市白杨坪镇瓷竹沟村村民刘道兴对回访用电情况的恩施市供电公司员工说。刘道兴说的新装置，是国网湖北省电力有限公司自主研发的新一代微储能型末端电网低电压治理装置。该装置于2022年年初研发，经过不断的功能完善，于近日正式应用，可自动向电网补偿功率，为负荷供电，提高线路末端电压。

在我国偏远农村地区，电力设施建设较差，农网改建步伐较慢，电网故障发生率较高，其中较为常见的故障点为10kW杆变中跌落开关、杆架变压器、农盘。故障排查更换电力设备时，末端负荷便需要停电，此时便会产生较大的社会经济损失。同时，偏远农村的道路环境较差，崎岖不平且窄的乡间土路较多。而且，若为偏远农网地区都配置柴油发电机型应急抢险车，成本较高，并不为此地区所接受。综上，需要寻找一种新的应急电源设备，可以在10kW杆变电力设备更换时为末端负荷正常供电，减少停电带来的社会经济损失，而且可以适应乡间土路环境，能够在崎岖窄小的道路上正常回转前进，同时还要求价格适合偏远农网地区的经济发展。 针对上述问题，市面上常见的解决方案是柴油发电机应急电源车，此方案可以解决快速给末端负荷供电的要求，供电能力依据柴油发电机功率。但是，用于偏远农网地区时存在以下缺点：1、因柴油发电机缘故，此类应急电源车体型较大，不适合在乡间土路上回转前进；2、产品价格较高，推广成本太高，不适合在偏远农网地区全方位覆盖式推广。为充分发挥我成套公司的优势，我司提出一种新的解决方案，将箱变原理移植到应急电源车上，将普通箱变配置小型化，简单化，利用杆变现场10kV带电线路进行供电，架设输配电旁路对杆变电力设施末端负荷供电。本产品分为穿刺引流系统、变送电系统、运输系统等部分。穿刺引流系统包括穿刺引流操作杆、绝缘横担、10kV柔性电缆；变送电系统包括环网柜、400kVA变压器、低压开关箱、低压电缆等；运输系统包括8轮底盘车、拖拉机头、工具箱等部分。

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。

项目聚焦特高压直流故障快速恢复、供电能力优化以及调控系统处理能力提升，坚持理论研究、技术创新与工程应用相结合，致力于突破：降低大功率缺失停电风险的特高压故障恢复决策与控制技术、挖掘供电潜力的分区负荷优化和输电线路动态增容技术，提升系统支撑能力的实时数据并行处理和模型中心技术（图 1）。研究中面临 4 大技术难题：① ① 特高压直流故障恢复。大功率失去后频率跌落、断面过载问题相互交织，控制措施存在冲突、受控对象面广量多、控制时间紧迫，多目标策略协调和快速精准控制极其复杂； ② 供电潜力挖掘。高负荷下供电能力接近饱和，分区间负荷供电路径动态优化存在“组合爆炸”、线路输送容量提升受限于温度、风速以及电网安全等多种约束，在线挖掘难度很大。 ③ 大规模实时数据处理。高负荷、大规模电网运行分析需要更详细的电网模型，实时采集信息量是传统建模方式的十几倍，现有实时数据处理技术已不能满足电网实时监控要求，大规模并行处理对象建模与任务分解协同难度极大。 ④ 省地协同共享。特高压直流故障处置需省地之间协同运作，运行优化需站在全局角度统筹，对电网模型和实时数据的高效共享提出了更高的要求，目前尚缺乏区域间模型实时同步与广域协同共享技术手段，兼顾低耦合度、高灵活性和高可靠性难度很大。

石化能源枯竭直接推动新能源产业的飞速发展，而新能源的不稳定特性使其大多无法直接并入电网或给负荷供电。 储能已渗透到电源侧、电网侧、用户侧等各环节[1]，发展潜力巨大，它将电能进行存储，一方面平抑了波动，另一方面使得能源在时间尺度上的平移变得可能，是新能源产业的支撑技术。 储能的并网发电与多类型储能协调利用分别涉及到并网变流器和储能系统上层控制，对新型储能变流器算法及混合储能协调控制器算法的开发能够扩展储能系统的应用，具有广阔前景。 为了加快培养储能领域“高精尖缺”人才，教育部、国家发展改革委、国家能源局三部委联合制定了《储能技术专业学科发展行动计划（2020—2024年）》，为推动我国储能产业和能源高质量发展做好引导。

随着社会用电量攀升，极端天气频发，电力中断事件时有发生，导致小区等用户用电质量下降。针对该问题，对具有应急电源功能的住宅小区微电网运行策略进行研究。首先，建立了考虑应急电源功能的住宅小区微电网模型，包含分布式光伏、储能、电动汽车等调控资源。然后，在常规状态下，提出以最小购电成本为目标、能量预存为约束的风险评估与能量预管理策略。外部供电中断时，在保证必要负荷供电正常的前提下，提出以资源利用率最大和运行成本最小为目标、以储能容量为约束的应急能量管理策略。最后，通过住宅小区负荷中断场景的仿真实验，验证了所提运行策略的有效性。该运行策略有效解决了住宅小区供电中断问题，在保证住宅供电安全性与可靠性的同时，兼顾了应急供电资源的利用率和经济运行效益。