低压智能柔性互连交直流混合配电网设计
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现有居民屋顶光伏接入都为交流接入，由于 接入位置的随机性，居民屋顶光伏存在接入位置 和接入容量目前不受控制的问题，并且光伏发电 容易受到 天 气 干 扰，光 伏 逆 变 器 质 量 参 差 不 齐， 容易产生大量的谐波电流注入交流侧系统，影响 供电质量。现有的光伏从发电到并网，大部分需 经过 ＤＣ／ＤＣ和 ＤＣ／ＡＣ两级变换［３］，能源利用效 率低，换流设备复杂，造成资源浪费。
随着浙 江 省 百 万 家 庭 屋 顶 光 伏 工 程 建 设 的推进，将会有大量的家庭屋顶光伏接入低压交 流配电网，不 但 会 引 起 谐 波 等 电 能 质 量 问 题，还 会发生部分台区负荷倒送等情况，造成系统运维
压力、线损过大和新能源利用效率低等问题。 １．３ 直流设备供电
现国内还未形成完整统一的直流供电电压 等级，开展不同电压等级的匹配和统一直流供电 电压标准对推行直流供电至关重要。目前配网 直流供电还没有比较系统的、统一的运行模式， 所以探索经济、可靠的直流供电模式意义重大。
·供配电·
低压智能柔性互连交直流混合配电网设计
钟伟东１， 汤东升１， 刘继文２， 范云其２， 李 唐３ （１．国网嘉兴供电公司 能源研究所，浙江 嘉兴 ３１４０００； ２．国网浙江海宁市供电有限公司，浙江 海宁 ３１４４００； ３．丽水市普明电力建设工程有限公司，浙江 丽水 ３２３０００）
摘 要：在对低压配电网现状和问题分析基础上，设计了海宁某台区基于柔性互连的
关键词：低压配电网；柔性互连；交直流混合配电网；新能源
中图分类号：ＴＵ８５２ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１６７４８４１７（２０１９）０１００１６０６ ＤＯＩ：１０．１６６１８／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７４８４１７．２０１９．０１．００３
钟伟东 （１９８４—），男， 高 级 工 程 师，从 事 发 输变电设计工作。
目前，国 内 极 少 有 系 统 运 行 的 直 流 家 用 电 器，很多直流家用电器也正在研制和试验。直流 家用电器是推行直流供电的必要载体，只有大量 直流家用电器的应用，直流供电才能发挥其直流 供电优势，所以小范围的直流家用电器运行试验 研究非常必要，将为今后直流供电、配电、用电提 供重要的运行数据和经验。
低压交直流混供配电网方案，为大量低压光伏直流接入提供了接口，规范了分布式光伏 接入位置和接入容量；实现台区能源互济，满足低压用户高可靠性供电需求；实现对低 压直流用电设备的直流供电，提高新能源利用效率；开展低压直流供电应用示范，验证 直流供电的经济性、可靠性和安全性；提高低压配电台区精益化运行水平。
汤东升（１９８１—），男，高级工程师，从事发输变电设计工作。 刘继文（１９８１—），男，工程师，从事发输变电设计工作。
·１６·
仅构成资源上的浪费，同时也对交流供电系统注 入大量谐波；分布式新能源，尤其是居民光伏的 大量接入，对低压交流配电网产生很大影响，主 要表现在电能质量问题、功率波动、发电量倒送 以及接入位置和容量不可控等问题。低压交直 流混合供电模式的应用研究，实现不同供电台区 互连，提高台区低压配电网的接入容量和供电可 靠性；实现分布式光伏直流并网，减少高渗透率 分布式光伏接入对电网运行影响，解决分布式光 伏接入位置和接入容量目前不受控制的局面［２］； 实 现 台 区 间 潮 流 控 制，保 证 供 电 台 区 的 经 济 运 行；实现直流负荷供电，包括汽车充电桩、家用电 器和直流路灯等。
根据 ２０１７年 １１月份最新统计数据，海宁地区 累计受理光伏项目 ４８６７个，容量为 ５０３．２５ＭＷ， 已并网 光 伏 项 目 ４７２５个，并 网 装 机 容 量 为 ４９０．１７ＭＷ，其中居民光伏接入 ４１６９个，总装机 容量为 １９．１９ＭＷ。海宁地区分布式光伏项目并 网容量占全省比例为 １１．０２％，占嘉兴市比例为 ３４．８８％。２０１７年累计上网电量为 １０１５６．０２万 ｋＷ， 结算上网电费为 ４２１７．７９万元，累计发放国家及省 级补贴电量 ２８９７８．３９万 ｋＷ，发放国家及省级补贴 金额分别为 １２１７０．９２万元和 ２８９７．８４万元。
０ 引 言
低压配电网是整个电力系统的重要组成部 分，是影 响 地 方 经 济 发 展 和 日 常 生 活 的 重 要 环 节，其不稳 定 性、不 可 靠 性 会 直 接 降 低 人 们 的 生 活质量。现有低压交流配电网台区大多采用单 线路、单变 压 器 供 电，尤 其 是 农 村 地 区 台 区。 随 着新农村、美 丽 乡 村 的 建 设，这 些 台 区 对 供 电 可 靠性的要求越来越高，原有单电源供电已不能满 足日益增长的电力容量和可靠性需求，而盲目地 增加台区供电变压器，将使台区运行的经济性下 降。同时，直 流 配 电 网 的 传 输 损 耗 率 低 于 交 流 网，随着电压等级的提高而下降［１］。且随着分布 式新能源的不断接入和多元负荷的不断增加，原 有低压交流配电网越来越不能适应新的变化，直 流负荷的大量增加，如直流变频空调、计算机、直 流微波炉、直 流 冰 箱 等，直 流 负 荷 的 整 流 装 置 不
１０ｋＶ架空线以多分段单联 络 接 线 模 式 为 主，电缆线 路 以 单 环 网 接 线 模 式 为 主，同 时 存 在 ４１条辐射线路，并且 １０ｋＶ支线一般都为单辐射 线路，这些单辐射线路内存在大量的公用变压器 台区。
农村地区台区大多采用单电源、单线路和单 变压器供电模式，对于目前海宁部分美丽乡村旅 游开发区域，特别是百里钱塘区内用电需求产生 一定矛盾，这 些 区 域 内 包 括 污 水 处 理、公 共 场 所 应急照明和应急电源等重要用电设备有高可靠 性用电需求。如何解决这个供需矛盾是今后通 过对海宁低压配网的进一步优化要解决的现实 问题。 １．２ 低压光伏接入
１ 现状及问题分析
１．１ 低压配电网 海宁市位 于 浙 江 省 北 部、嘉 兴 市 域 南 部，全
·供配电·
市总面积为 ７００．５ｋｍ２，供 电 人 口 ８２．９５万 人。 ２０１６年海宁 １０ｋＶ公用配变有 ５９９１台，总容量 为 ２２０１．０３５ＭＶＡ，低压配电网 ０．３８ｋＶ，线路总 长度为 ７５０８ｋｍ。
随着浙 江 省 百 万 家 庭 屋 顶 光 伏 工 程 建 设 的推进，将会有大量的家庭屋顶光伏接入低压交 流配电网，不 但 会 引 起 谐 波 等 电 能 质 量 问 题，还 会发生部分台区负荷倒送等情况，造成系统运维
压力、线损过大和新能源利用效率低等问题。 １．３ 直流设备供电
现国内还未形成完整统一的直流供电电压 等级，开展不同电压等级的匹配和统一直流供电 电压标准对推行直流供电至关重要。目前配网 直流供电还没有比较系统的、统一的运行模式， 所以探索经济、可靠的直流供电模式意义重大。
·供配电·
低压智能柔性互连交直流混合配电网设计
钟伟东１， 汤东升１， 刘继文２， 范云其２， 李 唐３ （１．国网嘉兴供电公司 能源研究所，浙江 嘉兴 ３１４０００； ２．国网浙江海宁市供电有限公司，浙江 海宁 ３１４４００； ３．丽水市普明电力建设工程有限公司，浙江 丽水 ３２３０００）
摘 要：在对低压配电网现状和问题分析基础上，设计了海宁某台区基于柔性互连的
关键词：低压配电网；柔性互连；交直流混合配电网；新能源
中图分类号：ＴＵ８５２ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１６７４８４１７（２０１９）０１００１６０６ ＤＯＩ：１０．１６６１８／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７４８４１７．２０１９．０１．００３
钟伟东 （１９８４—），男， 高 级 工 程 师，从 事 发 输变电设计工作。
目前，国 内 极 少 有 系 统 运 行 的 直 流 家 用 电 器，很多直流家用电器也正在研制和试验。直流 家用电器是推行直流供电的必要载体，只有大量 直流家用电器的应用，直流供电才能发挥其直流 供电优势，所以小范围的直流家用电器运行试验 研究非常必要，将为今后直流供电、配电、用电提 供重要的运行数据和经验。
低压交直流混供配电网方案，为大量低压光伏直流接入提供了接口，规范了分布式光伏 接入位置和接入容量；实现台区能源互济，满足低压用户高可靠性供电需求；实现对低 压直流用电设备的直流供电，提高新能源利用效率；开展低压直流供电应用示范，验证 直流供电的经济性、可靠性和安全性；提高低压配电台区精益化运行水平。
汤东升（１９８１—），男，高级工程师，从事发输变电设计工作。 刘继文（１９８１—），男，工程师，从事发输变电设计工作。
·１６·
仅构成资源上的浪费，同时也对交流供电系统注 入大量谐波；分布式新能源，尤其是居民光伏的 大量接入，对低压交流配电网产生很大影响，主 要表现在电能质量问题、功率波动、发电量倒送 以及接入位置和容量不可控等问题。低压交直 流混合供电模式的应用研究，实现不同供电台区 互连，提高台区低压配电网的接入容量和供电可 靠性；实现分布式光伏直流并网，减少高渗透率 分布式光伏接入对电网运行影响，解决分布式光 伏接入位置和接入容量目前不受控制的局面［２］； 实 现 台 区 间 潮 流 控 制，保 证 供 电 台 区 的 经 济 运 行；实现直流负荷供电，包括汽车充电桩、家用电 器和直流路灯等。
根据 ２０１７年 １１月份最新统计数据，海宁地区 累计受理光伏项目 ４８６７个，容量为 ５０３．２５ＭＷ， 已并网 光 伏 项 目 ４７２５个，并 网 装 机 容 量 为 ４９０．１７ＭＷ，其中居民光伏接入 ４１６９个，总装机 容量为 １９．１９ＭＷ。海宁地区分布式光伏项目并 网容量占全省比例为 １１．０２％，占嘉兴市比例为 ３４．８８％。２０１７年累计上网电量为 １０１５６．０２万 ｋＷ， 结算上网电费为 ４２１７．７９万元，累计发放国家及省 级补贴电量 ２８９７８．３９万 ｋＷ，发放国家及省级补贴 金额分别为 １２１７０．９２万元和 ２８９７．８４万元。
０ 引 言
低压配电网是整个电力系统的重要组成部 分，是影 响 地 方 经 济 发 展 和 日 常 生 活 的 重 要 环 节，其不稳 定 性、不 可 靠 性 会 直 接 降 低 人 们 的 生 活质量。现有低压交流配电网台区大多采用单 线路、单变 压 器 供 电，尤 其 是 农 村 地 区 台 区。 随 着新农村、美 丽 乡 村 的 建 设，这 些 台 区 对 供 电 可 靠性的要求越来越高，原有单电源供电已不能满 足日益增长的电力容量和可靠性需求，而盲目地 增加台区供电变压器，将使台区运行的经济性下 降。同时，直 流 配 电 网 的 传 输 损 耗 率 低 于 交 流 网，随着电压等级的提高而下降［１］。且随着分布 式新能源的不断接入和多元负荷的不断增加，原 有低压交流配电网越来越不能适应新的变化，直 流负荷的大量增加，如直流变频空调、计算机、直 流微波炉、直 流 冰 箱 等，直 流 负 荷 的 整 流 装 置 不
１０ｋＶ架空线以多分段单联 络 接 线 模 式 为 主，电缆线 路 以 单 环 网 接 线 模 式 为 主，同 时 存 在 ４１条辐射线路，并且 １０ｋＶ支线一般都为单辐射 线路，这些单辐射线路内存在大量的公用变压器 台区。
农村地区台区大多采用单电源、单线路和单 变压器供电模式，对于目前海宁部分美丽乡村旅 游开发区域，特别是百里钱塘区内用电需求产生 一定矛盾，这 些 区 域 内 包 括 污 水 处 理、公 共 场 所 应急照明和应急电源等重要用电设备有高可靠 性用电需求。如何解决这个供需矛盾是今后通 过对海宁低压配网的进一步优化要解决的现实 问题。 １．２ 低压光伏接入
１ 现状及问题分析
１．１ 低压配电网 海宁市位 于 浙 江 省 北 部、嘉 兴 市 域 南 部，全
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市总面积为 ７００．５ｋｍ２，供 电 人 口 ８２．９５万 人。 ２０１６年海宁 １０ｋＶ公用配变有 ５９９１台，总容量 为 ２２０１．０３５ＭＶＡ，低压配电网 ０．３８ｋＶ，线路总 长度为 ７５０８ｋｍ。