中压配电网柔性互联设备的电路拓扑与控制技术分析
基于智能软开关的智能配电网柔性互联技术及展望
基于智能软开关的智能配电网柔性互联技术及展望一、概述随着能源结构的转型和电力需求的日益增长，智能配电网的发展已成为当前电力领域的重要研究方向。
智能配电网通过集成先进的通信技术、控制技术和信息技术，实现对配电网的智能化监测、优化运行和高效管理，提高电力系统的可靠性和经济性。
而基于智能软开关的智能配电网柔性互联技术，作为智能配电网的重要组成部分，正逐渐成为研究的热点。
智能软开关技术通过引入电力电子器件和先进的控制算法，实现对配电网的灵活控制和优化调度。
相较于传统的机械开关，智能软开关具有响应速度快、控制精度高、可靠性好等优点，能够实现对配电网的实时控制和优化，提高电力系统的运行效率和稳定性。
智能配电网柔性互联技术则是指通过智能软开关等技术手段，实现配电网之间的柔性连接和协调运行。
这种技术可以有效地解决配电网之间存在的电压波动、功率不平衡等问题，提高配电网的供电可靠性和电能质量。
同时，柔性互联技术还可以实现配电网之间的能量互补和协同优化，提高电力系统的整体运行效率。
随着可再生能源的大规模接入和电动汽车等新型负荷的快速增长，配电网面临着更加复杂的运行环境和更高的性能要求。
基于智能软开关的智能配电网柔性互联技术的研究和应用具有重要的现实意义和广阔的发展前景。
本文将对该技术的原理、实现方法、应用场景以及未来发展趋势进行详细的探讨和展望，旨在为智能配电网的发展提供新的思路和技术支持。
1. 智能配电网发展现状与挑战智能配电网作为现代电力系统的核心组成部分，正经历着前所未有的技术革新与发展。
随着信息技术的深度融合与广泛应用，智能配电网的智能化、自动化和数字化水平不断提升，极大地提高了供电的可靠性和稳定性。
与此同时，智能配电网也面临着诸多挑战。
在发展现状方面，智能配电网正逐步实现从传统配电系统向智能化、高效化、绿色化方向的转变。
智能化技术的应用使得配电网具备了更为强大的感知、通信、计算和控制能力，实现了对电力系统的综合监控和管理。
配电网柔性互联系统多模式运行及调控
配电网柔性互联系统多模式运行及调控摘要：本文以配电网柔性互联系统为对象，探讨了保障配电网柔性互联系统稳定运行的多模式运行方式，并针对其运行需要实现了对交流端口和直流端口的调控。
同时应用实例的方式证明，其能够实现对配电网柔性互联系统更稳定的控制，确保配电网整体运行安全。
关键词：配电网柔性互联系统；多模式；运行；调控1配电网柔性互联系统配电网柔性互联系统由多组变流器通过直流母线背靠背并联组成。
以2条馈线互联为例，其系统结构如图1所示。
系统中SNOP替代机械联络开关安装在馈线1、2的末端进行馈线互联，SNOP包含交流端口1、2和直流端口1、2共4个端口，4个端口变换器通过750V直流母线并联。
在不考虑SNOP内部故障的条件下，交流端口1、2变换器均用三相三线制桥式拓扑，直流端口1变换器采用Boost拓扑实现光伏等分布式电源灵活接入，直流端口2变换器采用双有源桥式（DAB）拓扑连接储能蓄电池，为能量交互提供支撑，以实现直流母线电压稳定和SNOP的灵活调控。
图1 配电网柔性互联系统2配电网柔性互联系统多模式运行与调控设计2.1 配电网柔性互联系统三类运行模式设计2.1.1柔性互联运行模式这种模式下，与系统相连接的两个变压器均是以并网的形式运行，并通过两个变压器才能够实现系统的柔性互联。
在系统运行过程中，其端口位置上的功率大小与方向均可通过虚拟同步机对其进行控制，并通过变压器连接实现双向流动。
2.1.2负荷转换供应运行模式在这种模式下，与柔性互联系统相连接的变换器此时处于离线状态。
当配电网运行过程中出现异常时，馈线两侧产生的负荷将会通过另一组配电网进行转换供应，并且在另一组配电网中对应的馈线功率能够通过变压器实现双向传输，从而不需要转换控制策略。
2.1.3孤岛运行模式在这种模式下，柔性互联系统连接的两个变压器均处于离线的状态。
当配电网1和配电网2均发生故障问题时，此时由于两个变压器均离线，需要通过分布式电源为系统提供短暂的电力供应，待配电网恢复正常供电后，系统可重新根据需要转变为上述两种运行模式。
配电网多端柔性互联协调控制策略
ELECTRIC DRIVE2024Vol.54No.4电气传动2024年第54卷第4期配电网多端柔性互联协调控制策略陶艳，王晨清，郑明忠，袁宇波，孔祥平，林金娇（江苏省电力试验研究院有限公司，江苏南京211100）摘要：随着社会经济的快速发展和新型电力系统建设的加快推进，柔性互联逐渐成为配电网网架升级和灵活调控能力提升的重要技术手段。
针对多端柔性互联系统的功率控制需求，提出了一种面向工程应用的功率协调控制策略，包括在部分馈线重载时合理分配功率的重载限制控制，以及在所有馈线重载时优化潮流分布的功率均衡控制。
基于所提策略开发了柔性互联协调控制装置并应用于实际工程。
基于电网真实数据的案例分析和工程实测数据验证了所提策略能够应对不同负荷/电源特性的配电网柔性互联场景，有效解决配电网中馈线重载和光伏倒送的问题，提高配电网的供电效率和安全性。
关键词：配电网；柔性互联；协调控制；重载限制；功率均衡中图分类号：TM732文献标识码：A DOI：10.19457/j.1001-2095.dqcd25269Coordinated Control Strategy for Multi-terminal Flexible Interconnection System in Distribution Network TAO Yan，WANG Chenqing，ZHENG Mingzhong，YUAN Yubo，KONG Xiangping，LIN Jinjiao（Jiangsu Electric Power Test Research Institute Co.，Ltd.，Nanjing211100，Jiangsu，China）Abstract：With the rapid development of the society and economy and the accelerated construction of new power systems，flexible interconnection has gradually become an important technical means for upgrading the structure and enhancing the flexible regulation ability of distribution network.A power coordinated control strategy for engineering applications was proposed to address the power control requirements of multi-terminal flexible interconnection systems，including heavy-load limiting control for the rational power distribution when some feeder lines were heavy-loaded，and power balance control for power flow optimization distribution when all feeders were heavy-loaded.A flexible interconnection coordinated control device was developed based on the proposed strategy and applied to practical engineering.The case analysis based on the real load data and the measured data of the project verify that the proposed strategy can deal with different flexible interconnection scenarios with different load/power characteristics，effectively solve the problems of unbalanced feeder load and reverse PV power flow in the distribution network，and improve the power supply efficiency and security.Key words：distribution network；flexible interconnection；coordinated control；heavy-load limiting；power balance在以新能源为主体的新型电力系统建设背景下，配电网用电需求增长与网络结构不合理的矛盾和分布式能源广泛接入与电网消纳能力有限的矛盾时空交织，造成现有配电网负荷分布严重不均衡，影响电网安全稳定运行[1-2]。
柔性中压直流配电网电压控制的研究
论文题目：柔性中压直流配电网电压控制的研究学科专业：电气工程研究生：郑鹏威签名：指导教师：杨晓萍教授签名：康林贤高级工程师签名：摘要中压直流配电网具有很大的应用前景，既能为高压输电向配电的发展提供并网接口，或通过AC/DC变换隔离交流输配电系统的电压跌落、为交流电网补偿无功功率；又能为大容量储能系统、光伏系统和低压直流配电网提供并网接口，减少电压变换环节，提高系统可靠性。
但中压直流配电网结构复杂，存在多个端口、多个电压等级和多种运行方式，给其电压控制带来了困难。
如何确定合适的电压控制策略，在中压直流配电网多种运行方式下，保证直流母线电压的稳定是亟需解决的问题。
本文对柔性中压直流配电网的电压控制进行研究，以两端型直流配电网为研究对象，中压直流母线通过两侧电压源换流器（voltage source converter，VSC）与交流电网相连，通过3个基于输入串联输出并联（input-series-output-parallel，ISOP）高频隔离双主动全桥（dual active bridge，DAB）变换器的直流固态变压器（DC solid state transformer，DCSST）分别为光伏系统、储能系统和低压直流配电网提供并网接口。
首先分析了两端直流配电网的运行方式及各接口设备在不同运行方式下的控制模式，分别设计了VSC的功率、电压控制器、光伏系统的MPPT控制器、储能系统的恒功率充放电控制、定电压控制器和DCSST的电压电流双闭环控制、高压串联侧均压控制器。
其次，针对传统借鉴多端直流输电的柔性中压直流配电网的电压控制，无法适应柔性中压直流配电网多种运行方式的变化，提出了改进的电压裕度控制策略，该策略包括对主站VSC、从站VSC和次从站DCSST的控制。
主站VSC采用定直流电压控制，从站VSC作为备用站采用电压裕度控制，正常情况下工作在定功率控制模式下，主站VSC退出运行时，具有接替主站控制系统中压侧电压的能力。
智能配电网柔性互联关键技术研究与展望
智能配电网柔性互联关键技术研究与展望摘要：目前我国在进行配电网建设的过程中，已经融合了最新的科学技术，也拓宽了网络的覆盖范围。
通过智能配网的应用，提高了区域内的能源供应能力，这在一定程度上为社会经济的建设和发展，提供了有效的支持。
在进行智能配网建设时，柔性互联技术的应用，存在较多的优势。
电力企业需要对这项技术的应用特点进行全面的把握，在此基础上对技术的操作形式进行适当的调整，提高智能建设水平。
本文就智能配电网柔性互联关键技术研究与展望进行相关的分析和探讨。
关键词：智能配电网；柔性互联；关键技术研究；展望0 引言在进行柔性互联关键技术应用的过程中，主要是通过应用智能化的软开关和能量路由器设备以及构建信息交换基站，实现配电网之间的有效联合，并且构建多元的设备接入形式，这也是智能配电网的未来发展趋势。
在进行互联智能技术应用时，需要对这项技术的原理进行全面的了解，在此基础上构建系列化的产品，通过对配电网进行整体的规划和设计，并且对各项设备的运行情况进行全方位的控制，提高配电网的运行质量。
这种建设形式不仅可以降低故障问题的发生几率，还可以提高配网的自愈能力[1]。
1智能配电网柔性互联关键技术研究1.1 SOP技术这项技术是指通过替代配网中的传统联络开关，采用一些新型的电子装置进行功率的调节，可以对分布式发电进入之后的电压波动难题进行全面的解决。
目前这种运行控制技术在使用的过程中变得更加成熟。
这项技术内部主要存在两组全控制形式的电子器件，组成了电压源型换电器设备，采用了背靠背的连接形式，可以构建交流馈线联络开关。
在进行主要结构建设的过程中，可以根据不同的场景需求，对结构形式进行适当的调整。
在对原有的联络开关进行全面取代之后，采用这项技术进行系统的构建，可以实现合环的运行，通过对两侧的换流器设备进行有效的控制，实现系统功率的灵活调动，还可以对不同馈线之间的负载情况进行平衡处理，降低节点电压波动问题的发生几率。
浅析柔性直流输电系统拓扑结构
浅析柔性直流输电系统拓扑结构柔性直流输电系统具有线路损耗低、可控性强等优势，成为当前电力网大力发展的输电方案。
柔性直流输电系统的拓扑结构则是输电工程中的关键技术之一，决定输电网络的性能。
文章分析了柔性直流输电系统的技术原理，重点对柔性直流输电系统的拓扑结构进行了研究，为柔性直流输电系统的拓扑结构方案设计与应用提供理论参考。
标签：柔性直流;输电系统;拓扑结构;输电方案一、引言随着国民经济的快速发展，能源的需求不断攀升，电力能源无论在发电、输电、配电等方面都有着很大的技术发展，但随着电力能源的发展，也出现了很多新的技术难题传统的交流输电和直流输电技术目前还无法在技术效益和经济效益上有效地解决以上难题。
而随着电力电子器件和控制技术的发展，采用IGBT、IGCT 等新型全控电力电子器件构成电压源型换流站（V oltage Source Converter，VSC）进行直流输电成为可能。
柔性直流输电技术不需要交流系统提供换相容量、可以向无源负荷供电，在促进大规模风力发电场并网、城市供电和孤岛供电等新技术的发展，满足持续快速增长的能源需求和能源的清洁高效利用，有着非常显著的作用。
二、柔性直流输电系统的技术原理目前工程领域常用的柔性直流输电系统主要采用3种方式：两电平电压源换流器、多电平电压源换流器和模块化多电平电压源换流器（MMC）。
1.两电平电压源换流器的技术原理两电平电压源换流器的每一相都有2个桥臂，因此共有6个桥臂构成，每个桥臂都是由二极管和IGBT通过并联方式组成，如图1所示。
在工程应用中，为了提高柔性直流输电系统的供电电压和供电容量，一般可将多个二极管和IGBT 并联再串联。
并联的二极管与IGBT所串联的个数直接决定VSC的额定功率和耐压强度。
在两电平电压源换流器的设计中，每一相的2个桥臂上的IGBT均可以单独导通，并单独输出2个电平，最后通过PWM对输出电平进行调制，最终得到柔性直流输电波形。
两电平电压源换流器通过增加串联的二极管和GBIT提高供电电压和电流，因此在大容量直流输电方面存在较大技术缺陷。
中高压电力电子变压器拓扑与控制运用
中高压电力电子变压器拓扑与控制运用摘要：PET（电力电子变压器）是一种由电力电子变换器控制中高频变压器实现电能转换的新型电能设备，其在智能电网领域中都具有非常广泛的应用价值。
下面，针对中高压电力电子变压器拓扑与控制运用内容进行简单介绍和分析，希望文中内容对相关工作人员可以有所帮助。
关键词：中高压电网；PET；变压器；拓扑结构PET在实际应用期间主要是利用电力电子变换器，将工频信号转变为高频信号，然后通过中间高频隔离变压器进行电压转换，再通过电力电子变换器将高频信号还原成工频信号，利用合理的拓扑结构对其进行控制（如图1-1），可以对电力电子变压器的波形、频率、电压等各项参数进行优化，进而提升中高压电力电子变压器在运行期间的电能质量和效率。
1 PET在中高压电网中的应用具备的特点（1）PET区别于传统变压器，可以实现更大变比；（2）PET区别于传统变压器，具有更大的容量；（3）PET区别于传统变压器，更为环保；（4）PET一般采用三相交流，由于PET具有电力电子器件控制等的智能化特点，PET自身可以具有无功和谐波补偿、无功控制，以及校正功率因等多项功能，可以显著提升电能质量；（5）PET结构运行起来十分灵活，在拓扑上具有较大的选择空间，在不同负载范围内都具有很高的运行效率，而且可以确保在不同工况下，运行的安全性与可靠性。
[1]。
2 PET拓扑结构的具体选择2.1 模块化多电平拓扑结构（多电结构）该结构主要被应用在整流级别高压交流电力输送，整流模式能够依次经过高压直流母线、电压等各项模块，进而确保模块的每一项功能都能够得到合理发挥。
同时，该模块重点每一个子模块都十分简单（如图2-1），因此，可以通过便捷方式，完成对单一流电力输送信号的合理调制[2]。
2.2 输入并联输出级联隔离拓扑结构（隔离结构）该结构主要适用于单绕组变压器、多绕组变压器、多绕组变压器等多个不同类型的变压器共同构成的系统中，在不同类型的模块中，单绕组变压器输入与多绕组变压器输入主要依据电压级别高低进行划分，从以往的应用情况来看，若电压等级高，要采用多绕组变压器，而若电压等级较低，则要采用单绕组变压器。
柔性互联智能配电网关键技术研究进展与展望
柔性互联智能配电网关键技术研究进展与展望一、概述随着全球能源互联网的构建和可再生能源的大规模开发利用，配电网作为电力系统的末端环节，其重要性日益凸显。
传统的配电网运行方式以固定网络结构和被动管理方式为主，已难以满足现代电力系统的复杂需求。
柔性互联智能配电网技术应运而生，成为推动现代配电网发展的重要力量。
柔性互联智能配电网以其高度的灵活性、智能化和自适应性，为现代配电网的发展提供了新的方向。
通过采用先进的电力电子技术和信息技术，实现配电网的灵活互联、智能控制和优化配置，提高电网运行效率和稳定性，满足日益增长的电力需求。
柔性互联智能配电网关键技术的研究取得了显著进展。
灵活交流输电系统（FACTS）、分布式电源接入与控制、高级量测体系（AMI）以及配电网自动化等关键技术的应用日益广泛，为配电网的升级改造提供了有力支持。
新型柔性配电装备如智能软开关（SOP）、能量路由器等的发展也为配电网的柔性互联提供了更多可能性。
柔性互联智能配电网技术的发展仍面临诸多挑战。
需要进一步优化和完善关键技术，提高其在实际工程中的应用效果和可靠性；另一方面，还需要加强配电网与可再生能源、电动汽车等新兴产业的深度融合，推动电力系统的整体优化和可持续发展。
柔性互联智能配电网技术将继续发挥重要作用，推动现代配电网向更加智能、高效、绿色的方向发展。
随着新技术的不断涌现和应用场景的不断拓展，柔性互联智能配电网将为电力系统的安全稳定运行和可持续发展做出更大贡献。
1. 柔性互联智能配电网的概念与特点柔性互联智能配电网，作为传统配电网的升级与革新，是在原有配电网基础上融入了智能化、信息化、互联网化等先进技术手段的新型电网体系。
其核心概念在于“柔性”与“智能”，即通过柔性互联技术实现配电网的灵活调节与优化配置，同时借助智能化手段提升配电网的运行效率、安全性和可靠性。
柔性互联技术使得配电网具备了更加灵活的调节能力。
通过采用智能软开关、能量路由器等先进设备，实现对配电网中电能流向和功率分配的精准控制，有效应对分布式新能源接入带来的电能波动问题，确保电网的稳定运行。
电力系统中柔性配电网规划与运行控制方法研究
电力系统中柔性配电网规划与运行控制方法研究柔性配电网是一种以分布式能源接入为特点的电力系统，它通过智能化技术和灵活运行机制，提高了电网的可靠性、可持续性和经济性。
本文将从柔性配电网规划和运行控制两个方面进行研究，探讨目前存在的问题以及解决方案。
一、柔性配电网规划研究1. 现状分析：对电力系统的柔性配电网发展现状进行分析，包括规模、技术水平以及存在的问题等方面。
2. 系统建模：根据柔性配电网的特点，建立数学模型，考虑到能源接入、能量管理和电力负载等因素，对系统进行建模和描述。
3. 规划目标：明确柔性配电网规划的目标，包括提高电网可靠性、降低能源消耗和减少环境污染等方面。
根据目标提出相应的规划方案。
4. 规划方法：综合考虑供需关系、能源接入条件、投资成本和技术可行性等因素，采用多目标优化方法，寻求最佳的规划方案。
5. 规划策略：考虑到系统的扩容和运行的灵活性，提出相应的规划策略，包括调整能源接入位置、优化配电设备运行和提高能量利用效率等方面。
二、柔性配电网运行控制方法研究1. 运行状态监测：通过感知技术、通信技术和数据处理技术，对柔性配电网的运行状态进行实时监测，包括电力负载、能源接入和电力设备运行等方面。
2. 运行调度策略：根据实时监测数据，建立运行调度模型，通过优化调度策略，实现对能源的合理调配、负荷的均衡分配和电力设备的优化运行。
3. 运行控制策略：提出基于智能化技术的运行控制策略，包括主动防护措施、故障诊断和应急响应等方面，提高柔性配电网的鲁棒性和可靠性。
4. 运行优化方法：结合柔性配电网的实际情况，提出基于优化方法的运行控制策略，包括遗传算法、模糊控制和深度学习等方面，优化配电设备的运行效果和能源的利用效率。
5. 运行安全保障：考虑到柔性配电网的复杂性和脆弱性，提出相应的安全保障措施，包括电力设备巡检、防雷措施和安全培训等方面，确保柔性配电网的安全运行。
结论：通过对柔性配电网规划与运行控制方法的研究，可以提高电力系统的可靠性和效率，实现对分布式能源的有效利用和可持续发展。
基于柔性中压直流配电的能源互联网系统
基于柔性中压直流配电的能源互联网系统摘要：随着技术的发展，柔性直流配电网将成为智能电网和能源互联网的关键组成部分，柔性直流输电技术已经广泛应用于远距离大容量输电，然而，在中低压等级的配电网领域，直流供电系统还仅仅应用于一些工业园区、轨道交通牵引供电系统等，尚未广泛应用于城市供电系统。
本文对交流能源互联网的典型结构进行分析；给出一种基于柔性中压直流配电的能源互联网系统。
关键词：能源互联网；可直流配电；电网能源互联网是第三代工业革命的核心技术，是以电力系统为核心，深入结合新能源技术和信息技术为特征的一种新的能源利用体系。
如何在现有交流配电网的基础上经济高效地建设能源互联网是一个亟需解决的问题。
柔性直流技术具有功率独立控制、无无功补偿问题、可以向无源网络供电等优势，非常适合组建能源互联网。
一、能源互联网内涵能源互联网是以电力网为基础，利用可再生能源技术、智能电网技术及互联网技术，融合电力网、天然气网、氢能源网等多能源网及电气化交通网，形成多种能源高效利用和多元主体参与的能源互联共享网络，消纳高渗透率可再生清洁能源，并激活新的商业模式。
可再生清洁能源既包括集中开发的大型能源基地的可再生能源，也包括用户侧就地开发、用户自身消纳为主的分布式能源。
能源互联网实现多能源的清洁生产、传输、利用和服务，是”可再生能源+智能电网+互联网”，而不是”互联网+可再生能源”。
互联网在用户域及市场域发挥更多的作用，特别是在提供能源交易及服务便利性方面。
从能量流来看，能源互联网包括从电力生产、传输、配送、电能使用全过程，向外拓展到一次能源生产、智慧城市或社区多能源转换过程和用户使用过程，即包含了风力发电、光伏发电等能源部分。
从业务流来看，能源互联网支持电能交易服务、新能源配额交易、分布式电源与电动汽车充放电、需求响应等互动业务。
二、基于柔性中压直流配电的能源互联网系统1、典型结构如图所示的能源互联网结构主要以现有的交流电网为依托，所有高压输电线的配电以及新能源的接入都需要经过交流系统的过渡。
基于配电物联网的中低压配电网拓扑分析
基于配电物联网的中低压配电网拓扑分析摘要：本文将详细介绍配电物联网的中低压配电网拓扑架构，通过专业的研究与分析，根据配电网拓扑结构，精准找出变压器、开关、线路与端子侧的拓扑设计内容，再以开关类元件为例，详细阐述运行流程的拓扑设计内容，全面规范配电物联网内中低压配电网运行状态，确保区域配电网络整体运行效果，为此后配电网络的运行与问题处理提供精准数据支持。
关键词：拓扑结构；中低压配电网；配电物联网引言：随着配电物联网使用范围的扩大，配电网络的运行安全正变得愈加重要。
相关部门在规范中低压配电网时，发现配电网中线路、开关与变压器的使用出现些许问题，为更好地解决该类问题，利用拓扑结构开展全面分析，针对性改善中低压配电网使用状态。
1.配电物联网的中低压配电网拓扑架构在探究区域配电物联网的使用状态时，以中低压配电网的运行态势为例，可根据其运行内容设置拓扑模型，明确拓扑架构。
当前中低压配电网内拓扑结构的主要元素包含拓扑岛、拓扑节点、连接节点、端子与导电设备等，导电设备可将内部多种数据信息传输到拓扑结构中，确保该项结构的设计分析效果。
在中低压配电网拓扑结构中，拓扑岛、拓扑节点、连接节点与端子等为拓扑包内的类，其代表的含义也较为广泛。
比如，在拓扑岛中，可显示出电气连接中的网络子集；拓扑节点则代表了网络状态中利用闭合开关来操作的连接节点；连接节点则能将导电设备端子进行高效连接，且使用零阻抗方式；而端子则为导电设备内的各项电气连接点。
在全面了解了配电网联网下中低压配电网拓扑构造，操作人员要根据配电网络运行的实际情况，对拓扑模型使用状态进行详细分析，确保拓扑结构整体运用的科学性。
2.配电物联网的中低压配电网拓扑结构设计2.1变压器拓扑设计探究中低压配电网内各项变压器的拓扑设计时，操作人员要明确当前配电网中变压器的运用程序。
比如，传统中低压配电网络在使用变压器时，导电设备、电力变压器、变压器箱与电力变压器端子的使用状态都较为关键，要借助合适方法将上述设备进行科学连接，促进不同类型变压器的使用效果[1]。
中压配电网柔性互联设备的电路拓扑与控制技术分析
中压配电网柔性互联设备的电路拓扑与控制技术分析摘要：柔性互联技术丰富了配电网的控制功能，让配电网架构更加灵活，成为配电网架构的重要技术。
基于此，本文通过分析柔性互联设备电路拓扑，进一步分析了柔性互联设备的控制技术，以期为后续进一步挖掘互联设备的功能和发展奠定基础。
关键词：中压配电网；柔性互联设备；电路拓扑；控制技术引言：柔性互联技术推动了配电网多功能化、灵活控制化发展，成为配电网现代化结构的重要技术。
相比于低压配电网互联，终压柔性互联在控制技术和拓扑结构上存在很大差异，考虑到中压配电网现场要求和线路容量的差异，需要对中压配电网互联设备的电路拓扑以及控制技术展开研究，更有利于展望后续发展方向。
1.中压配电网柔性互联设备的电路拓扑1.1模块化多电平型柔性互连拓扑结构采取模块化多电平技术实现，并按照隔离风湿分为非隔离型、中高频隔离以及工频隔离三类。
工频隔离型设备结构中，在工频连接变压器支持下，中压交流馈线和变流器进行连接，变压器主要在交直流间传递阻断零序分量，保证和电网电压匹配，可以在不同等级电压中实现异步互联。
AC/DC变流器选择MMC电路拓扑结构，接入35kV交流/20kV交流中压配电网，直流电压选择20kV；接入20kV/10kV中压配电网，直流电压选择10kV。
直流母线结构扩展能力强，接受多交流馈线接入，形成柔性互联设备。
通过隔离型DC/DC变换器的配置，能够支持低压直流和交流馈线的接入，形成柔性互联方案。
由于工频联接变压器占地空间相对大，对柔性互联产生一定限制，使用中频隔离方案，通过直流变压器端口电压为10kV，全桥变换器实现串联[1]。
使用中高频隔离变压器替代，可以阻断零序电流和电气，在面积和体积上均得到控制。
在中压配电网柔性互联要求下，增加电子变压器，使用柔性互联设备包含器件数量更多，系统更加复杂，增加设备成本。
非隔离方式是未来主要发展方向，非隔离变压器输出电压需要和配电网匹配，主要应用MMC方式，利用全桥子模块等模块串联方式，可以降低成本，并进一步压缩体积。
基于柔性中压直流配电的能源互联网系统_赵彪
(1．清华大学电机工程与应用电子技术系，北京市 海淀区 100084； 2．深圳供电局有限公司，广东省 深圳市 518048)
Energy Internet Based on Flexible Medium-voltage DC Distribution
相对于多端柔性直流输电系统与中压直流配电连接的供电电源更多可控程度也有很大的不同同时配电网本身以及微电网系统均存在与大电网或配电网并网运行孤岛运行并网孤岛过渡过程和黑启动过程等多种运行状态因此要求直流母线电压的控制具有更高的灵活性
第 35 卷 第 19 期 2015 年 10 月 5 日
中
国 电 机 工 程 学 Proceedings of the CSEE
ZHAO Biao , ZHAO Yuming2, WANG Yizhen1, LIU Guowei2, SONG Qiang1, YUAN Zhichang1, YAO Senjing2
(1. Department of Electrical Engineering, Tsinghua University, Haidian District, Beijing 100084, China; 2. Shenzhen Power Supply Corporation, Shenzhen 518048, Guangdong Province, China) ABSTRACT: Energy internet is an effective way to achieve large-scale use of renewable energy source, which has tremendous potential. In this paper, the research statuses of the energy internet and DC distribution were introduced; on this basis, the typical topology of AC energy internet was described and analyzed. Then, the energy internet based on flexible medium-voltage DC distribution was presented, and the topology and key technologies were discussed; taking a park in Shenzhen as an example, the application scheme of energy internet based on flexible medium-voltage DC distribution was analyzed. At last, the development prospect of DC energy internet was forecasted. KEY WORDS: energy internet; renewable energy; DC distribution; energy router; smart grid; DC grid 摘要：能源互联网是解决可再生能源大规模利用的有效途 径， 具有巨大的发展前景。 文中对能源互联网和直流配电技 术的研究现状进行介绍， 在此基础上， 对交流能源互联网的 典型结构进行论述和分析； 给出一种基于柔性中压直流配电 的能源互联网系统， 对其系统结构和关键技术进行介绍； 以 深圳某园区为实例， 给出基于柔性中压直流配电网的能源互 联网的方案示例， 为我国能源互联网的建设提供参考。 最后， 对基于柔性中压直流配电网的能源互联网的发展前景进行 了展望。 关键词： 能源互联网； 可再生能源； 直流配电； 能量路由器； 智能电网；直流电网
含柔性互联节点的高压配电网优化调控策略
含柔性互联节点的高压配电网优化调控策略[摘要]以往传统的配电网当中，变电站往往是将母线分段的开关改变，达到调控实际运行方式的目的，无法实时连续开展功率调节操作。
而智能软开关（SOP）可代替变电站的主变母线整个分段开关，可对于变电站部分节点实施柔性互联构造，且可形成柔性互联相应节点，对于高压的配电网可实施优化调控。
本文主要探讨含柔性互联节点对高压配电网实施优化调控相关策略，仅供业内相关人士参考。
[关键词]配电网；高压；互联节点；柔性；优化调控；实施策略前言：相比较常规开关装置而言，SOP自身有着优良通断能力，可灵活调控功率，控制运行总体模式柔性且多样，应用效果比较显著。
为更好地对高压的配电网实施优化调控相关工作，围绕着含柔性互联节点对高压配电网实施优化调控相关开展综合分析较为必要。
1、变电站的柔性互联总体拓扑结构现阶段城市电网总体规模持续扩大，分布电源和电动汽车持续广泛接入后，电力整个需求侧对于电网实际灵活可靠性有更高要求。
SOP应用至配电网不同电压等级相应变电站当中，变电站可实现柔性互联，潮流调控、供电设备更高利用率得以实现[1]。
经柔性互联优化改造之后，变电站逐渐有柔性的互联节点形成，电磁环网相关问题可得到解决，SOP参与之下，供电能力、故障隔离方面能力得以增强。
关于变电站的柔性互联总体拓扑结构，详见图1。
图1变电站的柔性互联总体拓扑结构示意图2、含柔性互联节点对高压配电网实施优化调控相关策略2.1在混合粒子群之下动态优化基础算法方面一是，针对随机权重粒子群基础算法方面。
对SOP各项控制参数相关寻优问题方面，该变量属于实数变量。
针对随机惯性部分权重，为粒子群基本改进算法，以随机分布为主要方式获取相应的惯性权重，兼顾着全局范围搜索及其局部搜索方面能力的粒子速度、惯性权重、位置等修改，详细列式见图2。
该列式当中，、各自代表随机惯性的权重最小及最大数值；p k gd代表种群整体处于第d维当中全局范围最优点具体位置；p k id代表粒子i处于第k次的迭代当中第d维个体相应最优点具体位置；c₁及c₂各自代表个体和群体的相应学习因子；w代表惯性权重；r1及r2则分别代表[0,1]范围随机数；v k id及X k id各自代表着粒子i处于第k次的迭代当中第d维实际速度及位置。
中低压柔性互联技术实现潮流控制和清洁能源利用的研究
中低压柔性互联技术实现潮流控制和清洁能源利用的研究作者：akaihane时间：2023.7.20中低压柔性互联技术实现潮流控制和清洁能源利用的研究中低压柔性互联技术是一种基于电力电子装置的核心技术，用于构建中低压柔直系统和中低压配电网。
该技术的目的是实现中低压电网的潮流控制和分布式清洁能源的利用。
该技术的实现原理如下：1.以电力电子装置为核心，构建中低压柔直系统。
该系统包括多个电力电子装置，每个电力电子装置可以根据需要实现不同的功能，例如升压、降压、逆变等。
2.通过电力电子装置的灵活、快速功率调节特性，实现中低压柔直系统的潮流控制。
也就是说，可以通过调整电力电子装置的参数，控制电网中的功率流动，从而实现电网的高效管理。
3.构建交直流混合配电网。
利用交直流变换器，将中低压柔直系统与分布式电源、储能、充电设施、数据中心等直流型负荷连接起来，实现更加灵活的供电。
4.通过多条10千伏馈线的柔直互联，实现不同电源点馈线之间的互联互备，形成“馈线型”微电网。
在微电网中，多个电源点和负荷可以通过电力电子装置进行连接和调节，从而实现分布式清洁能源的利用。
基于以上原理，中低压柔性互联技术的具体解决方案如下：1.选择合适的电力电子装置，根据需要实现升压、降压、逆变等功能。
2.构建中低压柔直系统，通过调整电力电子装置的参数，实现潮流控制和分布式清洁能源的利用。
3.构建交直流混合配电网，将中低压柔直系统与分布式电源、储能、充电设施、数据中心等直流型负荷连接起来，实现更加灵活的供电。
4.通过多条10千伏馈线的柔直互联，形成“馈线型”微电网，实现不同电源点馈线之间的互联互备。
通过以上解决方案，中低压柔性互联技术可以有效提升分布式清洁能源利用率，提高电网的潮流控制能力，从而实现更加高效和可靠的电力供应。
多端柔性直流设备在中压配电网中的应用_1
多端柔性直流设备在中压配电网中的应用发布时间：2022-09-23T01:09:27.384Z 来源：《科学与技术》2022年第5月10期作者：宫振宇[导读] 提出在中压配电网中接入多端柔性直流设备，从而实现对潮流的实时连续控制宫振宇国网内蒙古东部电力有限公司赤峰供电公司024000摘要：提出在中压配电网中接入多端柔性直流设备，从而实现对潮流的实时连续控制，并分析了该装置１对系统网损、可靠性、设备利用率、电压水平以及分布式电源准入容量的影响。
关键词：配电网；柔性直流，潮流控制1引言柔性直流技术是指利用电力电子装置的特性,优化电力系统运行的技术，已经广泛应用于输电系统。
在孤岛供电、城市电网增容改造、交流系统互联、大规模风电场并网等方面具有较强的技术优势,是构建智能电网的重要装备。
随着用户对可靠性以及电能质量要求的不断提高，配电网层面的智能化开始受到人们的关注。
当前智能化的重点是配电自动化建设，主要集中在较大的城区配电网。
由于涉及大规模的一次和二次系统基础设施建设，投资较大。
相比而言，农村配电网建设相对落后，馈线一般仍为辐射状结构，末端联络线较少，结构可靠性较低,若进行大规模的自动化升级,将更加难以回收投资。
随着未来电力电子器件成本的不断降低，柔性直流技术将为配电网的智能化升级提供可选方案。
本文提出一种适合中压配电网优化运行的多端柔性直流设备(MFDC)，并对其应用方法进行初步探究。
2应用效果分析2.1减小网损,消除过载传统的开闭站由于开关操作次数的限制，很难实现高频的实时重构;此外，由于馈线上开关个数有限，负荷的调节是离散的,因此，网损的理论最小值实际上受到当前负荷分布的影响,且无法做到实时最优。
MFDC可以使得其连接的几条馈线潮流实时保持在理想分布，从而最大限度地减小网损，提高系统经济性。
同时由于MFDC灵活的动作特性,可以进行实时的负荷均衡控制，尽快消除线路过载电流,减少系统的安全隐患。
2.2提高可靠性和线路负载率我国配电网一直遵循“闭环建设,开环运行”的原则。
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中压配电网柔性互联设备的电路拓扑与
控制技术分析
摘要：柔性互联技术丰富了配电网的控制功能，让配电网架构更加灵活，成
为配电网架构的重要技术。
基于此，本文通过分析柔性互联设备电路拓扑，进一
步分析了柔性互联设备的控制技术，以期为后续进一步挖掘互联设备的功能和发
展奠定基础。
关键词：中压配电网；柔性互联设备；电路拓扑；控制技术
引言：柔性互联技术推动了配电网多功能化、灵活控制化发展，成为配电网
现代化结构的重要技术。
相比于低压配电网互联，终压柔性互联在控制技术和拓
扑结构上存在很大差异，考虑到中压配电网现场要求和线路容量的差异，需要对
中压配电网互联设备的电路拓扑以及控制技术展开研究，更有利于展望后续发展
方向。
1.中压配电网柔性互联设备的电路拓扑
1.1模块化多电平型
柔性互连拓扑结构采取模块化多电平技术实现，并按照隔离风湿分为非隔离型、中高频隔离以及工频隔离三类。
工频隔离型设备结构中，在工频连接变压器
支持下，中压交流馈线和变流器进行连接，变压器主要在交直流间传递阻断零序
分量，保证和电网电压匹配，可以在不同等级电压中实现异步互联。
AC/DC变流
器选择MMC电路拓扑结构，接入35kV交流/20kV交流中压配电网，直流电压选择20kV；接入20kV/10kV中压配电网，直流电压选择10kV。
直流母线结构扩展能力强，接受多交流馈线接入，形成柔性互联设备。
通过隔离型DC/DC变换器的配置，能够支持低压直流和交流馈线的接入，形成柔性互联方案。
由于工频联接变压器
占地空间相对大，对柔性互联产生一定限制，使用中频隔离方案，通过直流变压
器端口电压为10kV，全桥变换器实现串联[1]。
使用中高频隔离变压器替代，可以
阻断零序电流和电气，在面积和体积上均得到控制。
在中压配电网柔性互联要求下，增加电子变压器，使用柔性互联设备包含器件数量更多，系统更加复杂，增
加设备成本。
非隔离方式是未来主要发展方向，非隔离变压器输出电压需要和配
电网匹配，主要应用MMC方式，利用全桥子模块等模块串联方式，可以降低成本，并进一步压缩体积。
1.2变压器降压型
变压器降压型设备利用工频降压变压器降低中压交流至1.14kV交流、0.4kV
交流以及0.69kV交流等等级，借鉴柔性互联设备思路，使用三电平交流-直流-
交流或者两电平交流器完成柔性互联。
方案选择1kV直流、750V直流电压等级，
工频变压器支持直流母线以及交流馈线隔离，直流设备可以直接接入DC/DC变换器，提高设备能量变换效率，降低系统集合难度。
柔性互联方案在成本上具有明
显优势，考虑到传输功率容量，该方案市场价值高，潜力广。
但该方案由于功率
增大，也会增加变压器体积。
2.中压配电网柔性互联设备的控制技术
2.1系统控制
系统控制主要依赖于电网管理系统实现，通过集中式运行调度方案，调度多
个柔性互联设备，管理系统将系统最优作为目标，经过计算对系统设备功率指令
值进行调整，调节配电网系统分布，支持系统安全运行[2]。
大部分柔性互联采取
集中运行控制，随着系统扩大规模，提高了信息处理难度。
2.2电流跟踪控制
设备协同控制的实现主要依赖于电流跟踪控制，主要利用协同控制器对互联
设备进行控制，协同控制对所有设备进行功率和能量的分配控制，对馈线电压进
行调节管理。
功率变换器的控制根据协同指令进行控制，对AC/DC变流器控制，
是运行主要控制策略。
AC/DC变流器主要通过电流跟踪控制模式，又称馈网控制
以及网型控制，在控制模式下变流器可以并联阻抗电流源，通过控制电流对输出
功率进行控制，响应速度快，增加直流电压等外环控制。
通过外环控制设计可以
满足故障控制的灵活控制要求，是目前广泛使用的控制方式。
由于结构复杂，中
压配电网具有电能质量差、强度弱的特征，不能适应配电网系统不稳定，阻抗动
态变化的特点，容易出现系统不稳定的问题。
对于电流跟踪控制中电网阻抗以及
相环带宽之间属于强耦合关系，接入点电网波动会造成相环引入不对称环路，对
变流器稳定性造成破坏。
要对控制器进行优化，提高其动态静态响应能力。
电网
电压前馈系数会影响到系统稳定性，提出电网前馈系数优化策略。
对于弱配电网
中电压不平衡的问题，电网电压存在零序、负序以及正序分量。
正序和负序分量
互相产生作用可嫩会造成侧有功以及无功功率的频波动分量。
由于柔性互联设备
接口之间要保持有功平衡，有功功率会造成母线波动，对接口稳定性产生影响[3]。
因此需要单独控制正负序电流，从而对柔性互联设备进行控制。
不平衡配电网的
零序电流问题可能会引起共模电压，危害到配电网的安全稳定性。
考虑到技术和
经济性要求，中压配电网互联设备采取三相三线制，变压器联接进行零序分量的
阻抗。
柔性互联设备在稳态运行过程中，要考虑到正负序分量影响。
柔性互联中，应用MMC半桥型和混合型相结合，混合型设备具有控制零序能力，能够抑制零序
电流，从故障馈线中传递阻断零序分量。
2.3构网型控制
由于电流跟踪控制难以控制频率，柔性互联设备的功能和应用场景决定了对
多侧和一侧馈线支撑能力。
构网型控制策略是目前AC/CD变流器研究热点，构网
型变流器为电压源串联阻抗。
通过输出端电压对输出功率进行控制，成为配电网
变流器主要方向。
构网型控制策略具有阻尼和惯性能力，技术趋于成熟。
将构网
型控制和柔性互联设备相结合，更能支撑配电网发展，下垂控制结构可以对下垂
系数动态调整，改善柔性互联设备功率，保证系统稳定性，能够对主从控制的不
足进行改善，柔性互联设备具有较为广泛的能力，下垂控制不足在于阻尼和惯性
不足，是发电机控制的主要原因。
根据柔性互联设备接口，将新能源、储能相结合，形成柔性互联设备，和发电机控制技术同步，支撑配电网。
柔性互联设备能
够支撑交流馈线的调压需求，提高互联设备灵活度。
同步控制发电器能够在电网
故障中，调节冲击电流，可以改善故障电流需求。
避免受到较大冲击电流后，造
成设备损坏，从而抑制冲击电流。
电流跟踪控制具有较快的响应速度以及电流内环，能够对电流起到抑制作用。
电流故障期间可以将虚拟同步发电机切换为根网
控制，但切换模式瞬间可能引起瞬态冲击，威胁电网稳定性。
目前对于同步发电机的控制应降低冲击电流的威胁，是当前主流研究方向。
中压配电网出现电压跌落时，主要受到了负序分量的影响，构网型控制在参考指令中将负序分量作为前馈，前馈分量可以抵消负序分量，实现电流分量抑制，变流器输出功率和电压幅值存在正比关系，可以根据电压跌落度进行功率给定值修订。
根据跌落度快速调整功率给定值，降低变流器正序电流，从而抑制冲击，提高电网稳定性。
结论：综上所述，目前柔性互联设备正逐渐引进电力电子技术，扩展无功补偿、谐波治理等功能，不断丰富电网功能，提高电网稳定性。
由于柔性互联设备接口较多，能够进行扩展性能，适应多个应用场景，深度挖掘附加价值。
因此通过对互联设备电路结构和控制技术的研究，能够进一步完善设备功能，提高其经济效益。
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