能源互联网的形态与试点构想

在分析电网公司视角下发展能源互联网的必要性基础上,探讨了能源互联网的形态和试点构想。合理地控制同步电网规模,采用柔性直流背靠背输电分割若干个区域交流电网,同时在各区域交流电网间建设多端柔性直流输电网络是能源互联网在输电网层面的形态;以区域能源互联主动配电网和区域能源互联柔性直流配电网为物理基础,并通过广义需求侧响应和区域能源互联交易平台实现能源互联网的商业化运营是能源互联网在配电网层面的形态。提出了通过能源信息互联构建适应能源互联网运营的先进信息通信网络,通过能源价值互联构建新型能源交易体系,以先进信息通信技术和能源交易体系为纽带,构建一种新型能源综合利用体系的能源互联网试点构想。     

支撑城市能源互联网的主动配电网方案设计及工程示范

主动配电网是承载城市能源互联网的核心载体,其高可靠性供电能力、灵活的调节水平、高效的源荷区域平衡与优化能力是实现城市多种能源互联互通、综合利用和优化共享的关键。该文结合苏州地区城市电网及能源特点和建设国际能源变革城市的需求,介绍了可靠灵活、优化平衡的主动配电网建设方案。采用交直流混联、即插即用、高电能质量建设、柔性直流合环等技术打造灵活可靠的主动配电网,通过源网荷(储)的协调优化控制,实现苏州地区多种能源的综合利用与协调优化。该文所提建设方案可为支撑城市能源互联网的配电网建设提供借鉴作用。     

城市能源互联网建设若干关键问题分析

随着城市信息化水平的提高和能源转型的推进,城市能源互联网已成为城市能源发展的未来方向。文章首先对城市能源互联网典型结构和运行特征进行深入分析,然后从设备、运行和管理3个方面对当前城市配电网现状进行总结归纳,从能源生产、配给、消费和管理等方面分析配电网在城市能源互联网的功能定位,提出从城市配电网向能源互联网的过渡路径,最后总结城市能源互联网建设的关键技术和核心设备。文章的理论分析对于城市能源互联网的建设具有一定的推动作用。     

柔性直流输电技术：应用、进步与期望

柔性直流输电技术是构建灵活、坚强、高效电网和充分利用可再生能源的有效途径,代表着直流输电的未来发展方向,已成为新一代智能电网的关键技术之一。概述了国内外柔性直流输电工程的现状以及柔性直流输电技术在交流电网的异步互联、风电场并网、海上平台供电和城市负荷中心供电等领域的应用情况;重点介绍了世界第一个多端柔性直流输电工程———南澳多端柔性直流输电示范工程的研发情况,尤其是其技术难点;指出了直流输电混合化,高电压大容量化,直流输电网络化和直流配电网等未来柔性直流输电技术发展的主要方向;提出了柔性直流输电系统亟待解决的关键问题,诸如具有直流短路故障电流清除能力的电压源换流器拓扑结构,高压直流断路器技术和直流电网运行的基础理论及控制保护技术。     

适用于工业园区的柔性直流配电网系统研究

随着社会进步和经济发展,传统交流配电网系统的不足越来越明显,而直流配电网系统与传统交流配电网相比更具经济和技术优势,成为解决当今传统交流配电网供电能力不足以及分布式微电网运行效率低等问题的有效措施。总结了直流配电网的国内外研究现状,分析了柔性直流配电网的优势,探究柔性直流配电网的可靠性条件与技术要求;另外,基于工业园负荷用电状况,从电压等级序列和双极拓扑结构两方面提出适用于工业园区的可靠直流配电网系统,研究成果可为城市周边工业园区规划建设柔性直流配电系统提供参考。     

城市直流配电工程拓扑结构的研究

本文简要介绍了城市直流配电系统的优势和特点,介绍了国内外研究的两端"点对点"柔性直流配电系统、辐射形直流配电网、"手拉手"直流配电网、珠海三端柔性直流配电网等几种城市直流配电系统拓扑结构。在总结以上直流配电系统拓扑结构优缺点的基础上,研究设计了一种多端、中低压、交直流混合、接入多种分布式能源的城市直流配电系统拓扑结构,并应用于贵州城市直流配电示范工程。对该拓扑结构的特点、电压等级、运行方式、效能和可扩展性进行了介绍,指出该拓扑结构对于研究直流配电系统分布式能源的就地消纳,交直流配电的能效对比、运行方式的灵活性方面具有显著优势。通过自主研发的智能配电网半实物仿真平台,实现任意柔性互联交直流配电网的模拟,解决了现在直流配电网作为示范工程应用研究重复建设问题。     

柔性直流配电网典型运行方式及切换方法

随着化石能源的枯竭,风电、光伏等分布式能源的兴起以及电力电子技术的快速发展,相比交流配电网,柔性直流配电网拥有更为广阔的发展前景。首先研究了两端"手拉手"柔性直流配电网的典型运行方式;其次针对直流配电网内线路断开和部分可控设备退出运行等导致系统运行方式改变的情况,提出了系统控制模式的切换方法;最后在RT-LAB实时仿真平台上实现了直流配网系统的4种典型运行方式及系统控制模式自动平滑切换的硬件在环测试实验,验证了模式切换方案的有效性,为今后直流配电网运行方式的研究提供了重要参考。     

低压直流供电技术研究综述

随着电力电子技术的发展,直流供电技术呈现出技术和经济优势,在能源变革背景下具有很好的发展前景。本文首先对低压直流供电的发展情况和电压等级序列等进行了论述,随后总结分析了直流配电网协调控制、配网保护和电能质量控制等关键技术以及关键设备的研制情况,最后整理了国内外直流供电技术研究与工程应用情况,其中苏州工业园区主动配电网应用示范区是城市能源变革的重要探索。     

世界首创柔性交直流配电网科技示范工程正式投运

正日前,张北柔性变电站及交直流配电网科技示范工程完成全部试验和试运行考验,标志着世界首个基于柔性变电站的交直流配电网正式投入商业运行。立足于探索未来配电网的发展形态,服务于张家口可再生能源示范区建设,着眼于高端产业的高品质电力需求,国网冀北电力协同全球能源互联网研究院、南瑞集团中电普瑞科技,与阿里巴巴集团、亿利集团紧密合作,发扬首创、原创精神,建成张北柔性变电站及交直流配电网科技示范工程,在理念上、技术上、效益上提供了丰富的示范价值。     

柔性直流配电网的静态运行域初探

为刻画柔性直流配电网正常运行时的最大允许范围,本文提出了柔性直流配电网的静态运行域模型与求解方法.首先,讨论柔性直流配电网的典型接线模式与稳态运行特性.然后,分析交流配电网运行域模型不适用于柔性直流配电网的原因,建立柔性直流配电网的静态运行域模型,给出求解方法.最后,通过算例验证模型与求解方法的有效性,计算柔性直流配电网在主从控制、电压裕度控制、下垂控制策略下的静态运行域,并分析计算误差.经可视化比较,初步得到不同控制策略下的静态运行域大小的规律,为柔性直流配电网的调度和运行提供参考.     

柔性直流输电技术在江北电网中的应用研究

柔性直流输电技术是一种以电压源换流器技术为基础开发的新型高压输电技术,在改善交直流相互影响和提高电网稳定性方面具有显著作用。文中针对重庆江北电网中存在的下网负荷分布不均、金山变电站失电风险以及220 kV侧短路电流裕度小等问题,分析了柔性直流输电的技术特点及在城市配电网中的工程应用,结合重庆江北电网运行问题,提出了交、直流两种方案解决220 kV电网中金山变电站500 kV失电后产生的过载问题,并提出了应用柔性直流输电技术解决110 kV电网中220 kV变电站负载不均衡的问题,为其他工程应用柔性直流输电技术提供指导。     

柔性直流配电网控制保护系统设计与策略研究

随着多端柔性直流技术以及直流断路器技术趋向成熟,直流配电网受到越来越多国家的关注。柔性直流配电网内换流站的控制保护系统需要满足多端柔直变电站间协调控制、直流配电线路故障检测与保护、故障动作后的系统快速恢复运行等新要求。直流配电网及其工程化应用研究目前还较少,国内外均处于起步阶段,还存在大量的理论与技术问题有待解决。文章在传统交流配电网控制保护系统设计的基础上,提出柔性直流配电网换流站控制保护系统设计方案以及实现多换流站间协调控制策略和保护分区方案;通过站内直流线路保护,实现直流线路故障快速隔离及恢复。提出的柔性直流配电网控制保护系统整体技术方案,可为同类工程提供借鉴。     

面向能源互联网的智能配电网安全态势感知

面向能源互联网,提出基于柔性直流互联,以交流变压器为核心、直流母线为框架的交直流混合城市配电网互联结构。以能源互联网的目标和特性为准则,说明该种方案符合能源互联网要求,对可再生能源发电具有高兼容性。利用拓扑可视化工具,将传统电网、BA网络以及所提混合配电网结构抽象成拓扑模型,通过随机删除网络结点模拟网络攻击,对以上3种网络进行安全态势分析,证明所提结构具有更强的鲁棒性。     

能源互联网环境下交直流混合配电系统关键技术

交直流混合配电系统具备供电可靠性高、电能质量优质、运行控制高效、分布式电源及多元负荷灵活接入等特性,成为以电为核心的能源互联网的物理基础。在介绍交直流混合配电网在能源互联网中的主要应用特点基础上,分析了直流配电技术典型应用场景及其主要技术特点。结合目前交直流混合配电网的研究现状及能源互联网发展要求,从规划设计、关键设备、保护策略和运行控制等方面提出交直流混合配电网系统的技术需求及重点研究方向。相关研究成果对于构建交直流混合配电网发展技术框架具有重要意义。     

柔性直流输电技术的发展与展望

在当前电网建设日益困难以及可再生能源、分布式电源、电网智能化技术迅速发展的新形势下,柔性直流输电技术为弥补传统高压交直流输电技术的不足提供了新的途径。分析了柔性直流输电技术特点与经济性,并对国外柔性直流输电技术的应用情况进行了介绍。结合国内能源及电网的发展特点和需求,对柔性直流输电技术在可再生能源开发、分布式电源接入、孤立地区或小规模送电以及城市电网供电等领域的应用前景进行了展望,提出了柔性直流输电技术的研究和推广建议。     

贵州电网柔性直流配电系统设计方案

直流配电系统凭借损耗小、容量大、供电稳定性高、建设成本低和分布式电源的灵活接入等优势成为未来配电网的发展方向。文章针对贵州电网公司包含交直流微电网的柔性直流配电系统示范工程项目,介绍了直流配电系统的系统结构、关键设备以及运行控制策略。该柔性直流配电中心系统的实施,为未来直流配电网的发展提供了新思路和工程示范。     

柔性直流输电技术综述

当前,随着智能电网、分布式电源以及可再生能源等技术的快速发展,电网建设日益困难,为弥补传统高压交直流输电技术的不足,柔性直流输电技术应运而生,提供了新的途径。首先基于电压源换流器的柔性直流输电技术及其发展历史分析了其系统结构、基本工作原理和技术特点;随后介绍了国内外柔性直流输电工程应用领域及现状,并结合未来电网发展特点及需求,分析了柔性直流输电工程应用的趋势,说明了目前其已经应用的工程领域;最后阐述了目前柔性直流输电技术的研究领域,以及未来需要研究的领域。     

柔性直流输电在城市配电网应用中的仿真研究

城市负荷密度快速增长对城市配电网供电能力及电能质量要求不断提高,以交流输电为主的城市配电网发展面临越来越大的困难和挑战,柔性直流输电技术必将成为解决城市配电网发展的有效途径之一.本文在等效的符合受端电网性质的城市配电网模型的基础上构建含有柔性直流输电线路的城市配电网模型,利用PSCAD/EMTDC对柔性直流输电在城市配电网中应用的静态稳定性及暂态稳定性进行仿真分析,仿真表明柔性直流输电技术在城市配电网中对于提供无功电压支撑改善电压稳定性等方面能发挥积极的作用,具有良好的应用前景.     

背靠背柔性直流互联的有源配电网合环优化运行

高可靠性供电和大规模分布式电源友好接入推动了有源配电网采取合环运行方式。为满足合环运行的安全性和经济性要求,实现满额消纳清洁能源,提出了基于背靠背柔性直流的配电网安全合环和潮流优化控制方法。分析了背靠背柔性直流的注入功率模型和控制方式,考虑配电网与主网最优运行的差异,建立了以售电企业综合供电成本最低为目标,以网络潮流、分布式能源出力和柔性直流功率平衡等为约束的配电网合环最优运行模型。基于修改的IEEE 33节点系统,多种运行方式下的仿真算例验证了背靠背柔性直流实现配电网安全合环、环网潮流经济分布和规模化分布式电源满额消纳等目标的可行性和有效性。     

城市能源互联网及其影响因子评价模型研究

随着社会的发展,能源问题日益凸显,如何有序地统筹各种能源的关系、合理高效地利用能源,是各国学者研究的重要课题。能源互联网技术是未来电网技术革命的重要发展方向。阐述了现阶段能源互联网的研究情况,提出城市能源互联网的概念;通过城市能源互联网与传统配电网的对比,得出城市能源互联网的典型特征;针对城市能源互联网的构成元素和特征,提出城市能源互联网关键影响因子集合;基于解释结构模型和层次分析法,构建了城市能源互联网影响因子评价模型,用此模型分析了3种类型城市能源互联网的影响因子,以期为城市能源互联网的优化配置、建设规划方案及运营管控模式的研究提供参考。