分布式能源接入挑战下的多电压等级直送型柔性配网架构及应用案例.pdf

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1、分布式能源接入挑战下的多电压等级直送型柔性配网架构及应用案例汇报人：郑友卓2025年6月目录一、研究背景一、研究背景二、直送型柔性配网架构二、直送型柔性配网架构三、多端口柔性互联系统技术研究三、多端口柔性互联系统技术研究四、变换器硬件设计四、变换器硬件设计五、应用效果与总结五、应用效果与总结研究背景研究背景l南方电网南方电网“十四五十四五”农村电网巩固提升规划农村电网巩固提升规划南方电网公司规划到2025年基本建成安全、可靠、绿色、高效、智能的现代化农村电网，为包括贵州省在内的南方五省区深入推进乡村振兴和新型城镇化建设提供能源支撑。基本实现城乡供电服务均等化，全面满足农村地区负荷增长和安全可靠

2、供电需求，农村分布式新能源“应并尽并”，电能在农村能源消费中的比重持续提高。新能源占比进一步增大问题l缺乏低压交直流配电网对高比例光伏集中送出与消纳的支撑作用缺乏针对山区电网高比例光伏接入问题的机理分析、适用于山区电网的交直流混合配电光伏送出方案及其适应性研究。一、研究背景一、研究背景二、直送型柔性配网架构二、直送型柔性配网架构三、多端口柔性互联系统技术研究三、多端口柔性互联系统技术研究四、变换器硬件设计四、变换器硬件设计五、应用效果与总结五、应用效果与总结目录多电压等级直送型配网新型拓扑多电压等级直送型配网新型拓扑多端口变换器1ACDC光伏1光伏2负荷光伏3光伏4MGESS储能电站DCDCD

3、CDCDCDCDCDCDCDC屋顶光伏电动汽车负荷1500V750V直流微网DCDCDCDCDCDCDCDCDCDC375V负荷负荷负荷负荷+375V375V750V1500V500m1km3kmACDC多端口变换器210kV台区台区210kV台区台区10.38kV台区台区10.38kV台区台区20.38kV台区台区30.38kV台区台区4多等级直流母线多等级直流母线基于上述问题，提出多直流电压等级新型配网，将两个配变台区柔性互联，依据分布式光伏的安装位置匹配不同交流与直流馈线，整合台区内光伏，充电桩，基站等相关交直流负荷，实现光伏功率灵活调配。将多端交直流互联，大幅提升交直流系统之间功率柔性

4、传输与分配能力，充分满足电动车直流充电以及多样性直流负荷与直流电源的应用需求，实现光伏出力灵活调配，重新优化潮流分布，减少配网过电压与低电压现象，大大提高配电网配电灵活性和冗余度。多电压等级配网架构设计多电压等级配网架构设计选择光伏比较集中的两台台变之间连接一套柔性互联装置，通过直流解耦不同的交流馈线，平衡不同台区之间的功率，提升光伏的消纳能力。充分利用不同馈线之间的冗余容量，提高交流配电网的容量利用率。实时精确控制直流传输功率，重新分布潮流优化分布，减少变压器过负荷风险，降低损耗。多场景下基于多端口变换器的柔性配电网络拓扑结构，探索可灵活实现山区配电网互联互通的新型架构。柔性配电网络拓扑结构

5、示意图一种多母线交直流多端口换流器设想一种多母线交直流多端口换流器设想基于上述山区配电网发展的需求分析，以及新型架构的设计要求，提出了一种包含多条直流母线的多端口换流设备。在所设计的多端口变换器中，包含多电压等级的直流输出端口，依据光伏与入网变压器的距离分配合适的电压等级，各输出端口除了可连接光伏以外，还可以挂载充电桩、5G基站等直流设备，并实现功率的灵活流转和分配。主要创新主要创新针对背景中出现的问题。提出1种分布式光伏与负荷灵活互动型柔性配电网架构，柔性转换装置具有交流端口2个，3种直流电压等级，任意端口间可实现互联，促进源荷间高效互动。1设计出多端口柔性变换器，可实现直流多电压等级转换，

6、电压等级包括375V、750V、1500V，额定容量500kVA，端口间能量交互响应时间0.5s；提出双层智慧能源管理系统，适用典型场景不少于3种；最优实时推演算法优化时间小于5s，指令时间小于1s；开发基于国产边缘控制器的高性能控制系统，计算执行周期小于200ms；1123目录一、研究背景一、研究背景二、直送型柔性配网架构二、直送型柔性配网架构三、多端口柔性互联系统技术研究三、多端口柔性互联系统技术研究四、变换器硬件设计四、变换器硬件设计五、应用效果与总结五、应用效果与总结多端口柔性互联系统技术研究多端口柔性互联系统技术研究!#$%&()*+,-./0!#$%&()*+,-./0DCACDC