电力电子化配电系统灵活组网运行控制技术.pdf

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1、2025年6月11日，北京报告人单位：武汉大学报 告 人：尚 磊电力电子化配电系统灵活组网运行控制技术2025年（第八届）新型配电系统技术大会一二目 录 2三四五3建设新型配电系统是践行“碳达峰，碳中和”的重要举措智慧家庭智慧工厂核电站配电网络热电厂生物质发电站输电网络智慧城市光伏发电风力发电电动汽车分布式储能需求响应智慧工厂、数据中心电动汽车分散式风电光伏发电三联供负荷集成商小水电配电系统高质量发展目标清洁低碳安全充裕经济高效供需协同灵活智能配电系统承上启下，具备区域能源协同和供需深度互动的能力，支撑大规模分布式能源接入，满足多样化负荷的供电需求4“源”的电力电子化：截止2024年底，我国分

2、布式光伏装机达3.7亿千瓦，占全部光伏发电装机的42%“荷”的电力电子化：截至2024年9月，新能源汽车保有量达到2809万辆，我国电动汽车充电设施总数达到1143.3万台，同比增长49.6%。*数据来源：中国政府网、国家能源局、中汽协30.00%32.00%34.00%36.00%38.00%40.00%42.00%44.00%0501001502002503002021202220232024.032021-2024年中国分布式光伏装机总量发展(GW)0100020003000400050006000700080009000202020212022202320242030电动汽车保有量（万

3、辆）5“网”的电力电子化：中压交直流混联配电网络在江苏、浙江、广东、上海、河北、湖北等地广泛开展了超过20项示范应用*数据来源：首批“互联网+”智慧能源（能源互联网）示范项目验收总结报告编制单位：国家能源局、广东电网、武汉大学6 挑战1：潮流返送，电压越限海量分布式光伏并网，配电网络建设远远滞后于光伏增速，山东、陕西、云南等地光伏潮流返送及台区过电压问题显著，灵活消纳能力提升迫在眉睫光伏组件ACDC10kV电网U1U2U3用户负荷10kV/0.4kV光伏组件ACDC用户负荷用户负荷配变低压侧线路侧用户侧配变低压侧线路侧用户侧光伏逆变器光伏逆变器Z1Z2Zn光伏潮流反送分布式光伏配电台区拓扑结构

4、示意图台区内，某低压分布式光伏用户，建设屋顶光伏30千瓦。白天随着光伏出力增加，台区低压侧电压明显抬升，最高电压约251V（114%Un，超过国标107%Un要求）0:002:305:007:3010:0012:3015:0017:3020:0022:30230235240245250255-3-2-1012时间时间电压电压/V电压电压有功有功/p.u.有功有功7 挑战2：源-网-荷的电力电子化引起了配电系统振荡失稳问题电力电子化设备具有多时间尺度动态特性，某地10kV多端直流配电系统发生功率振荡，振荡频率大约为16Hz10kV馈线ACDCACDCACDC10kV直流配网110kV/10kV变

5、电站主变10kV馈线某10kV多端直流配电系统实测振荡波形8 机遇1：网络灵活变换与潮流灵活调节 交流线路与直流线路均能提供能量调节与电流通路 交流配电网潮流自然分布、可控性不足；嵌入式直流潮流灵活、精准调节 交直流混联配电系统潮流柔性可控、经济灵活项目传统交流配电网柔性交直流配电网网架特点多辐射状、开环运行多馈线多资源互联、柔性闭环运行网络包含元素特征源荷单一多元源荷设备接入，网络包含元素丰富、关系更复杂调度调节可用措施网络重构、无功电压优化调整装置网络重构、无功电压优化调整装置、FID、互联的可调资源能量、信息传输能量流动单一，信息指令自上而下源网荷能量与信息双向互动馈线负载均衡度调控能力

6、低调控能力高故障转供电效果存在转供电时间长、短时段停电问题故障可快速隔离，可不间断供电9 机遇2：源荷独立组网构建稳定的交流电压，实现保供利用分布式电源作为备用电源，区外故障时将分布式电源快速解列独立组网保障重要负荷供电，为提升供电可靠性提供了新机遇分布式电源用电负荷分布式电源用电负荷分布式能源独立组网、保供电断路器大电网故障0:002:305:007:3010:0012:3015:0017:3020:0022:30-3-2-1012时间时间净负荷净负荷/p.u.云南鹤庆某光伏台区净负荷曲线云南鹤庆某光伏台区净负荷曲线40%以上的时间源荷具备独立组网的能量平衡物理基础一二目 录 10三四五11