世界首套柔性交直流配電網(wǎng)示范工程投運(yùn)

歷經(jīng)14個(gè)月的艱苦研發(fā)，進(jìn)行了多項(xiàng)拓?fù)鋭?chuàng)新設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證，完成了成百上千次的閥體調(diào)試和控制保護(hù)調(diào)試。終于，12月26日，在零下21攝氏度的河北張北縣阿里巴巴小二臺(tái)數(shù)據(jù)港內(nèi)，張北柔性變電站及交直流配電網(wǎng)科技示范工程完成全部試驗(yàn)和試運(yùn)行考驗(yàn)，標(biāo)志著世界首個(gè)基于柔性變電站的交直流配電網(wǎng)正式投入商業(yè)運(yùn)行。

      在工程投運(yùn)現(xiàn)場：

      國網(wǎng)冀北電力有限公司董事長、黨委書記田博

      該示范工程是集技術(shù)創(chuàng)新、新興產(chǎn)業(yè)多元供電服務(wù)、光伏扶貧、清潔能源消納于一體的能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目，是我國率先提出并實(shí)現(xiàn)的交直流混合配電網(wǎng)技術(shù)，是電力電子技術(shù)領(lǐng)域的原始創(chuàng)新。工程正式投運(yùn)為應(yīng)對(duì)配電網(wǎng)電源清潔化、多元化，網(wǎng)絡(luò)電力電子化、信息化以及負(fù)荷特性復(fù)雜化、互動(dòng)化的發(fā)展需求，提供了重要解決方案，實(shí)現(xiàn)了清潔能源高品質(zhì)消納、柔性接入和靈活調(diào)配，提高了區(qū)域能源“源—網(wǎng)—荷—儲(chǔ)”協(xié)調(diào)互動(dòng)水平，支撐了未來電網(wǎng)運(yùn)行方式的靈活性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

     全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院院長邱宇峰

     作為項(xiàng)目主要研發(fā)單位之一的，全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院院長邱宇峰在發(fā)言中介紹，作為世界首個(gè)全可控電力電子柔性變電站及具有柔性控制的交直流混合配電網(wǎng)，示范工程體現(xiàn)出“技術(shù)原創(chuàng)”“柔性自愈”“靈活開放”“智能高效”的基本特征，其首創(chuàng)應(yīng)用的電力電子變壓器取得了5大技術(shù)突破，較現(xiàn)有技術(shù)能量密度提升200%，大幅降低了設(shè)備成本和占地。

自2016年以來，立足于探索未來配電網(wǎng)的發(fā)展形態(tài)，服務(wù)于張家口可再生能源示范區(qū)建設(shè)，著眼于高端產(chǎn)業(yè)的高品質(zhì)電力需求，在國家電網(wǎng)有限公司組織下，國網(wǎng)冀北電力協(xié)同全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院、南瑞集團(tuán)中電普瑞科技等單位，與阿里巴巴集團(tuán)、億利集團(tuán)緊密合作，發(fā)揚(yáng)首創(chuàng)、原創(chuàng)精神，以配電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)“源-網(wǎng)-荷”協(xié)調(diào)發(fā)展，建成張北柔性變電站及交直流配電網(wǎng)科技示范工程，在理念上、技術(shù)上、效益上提供了豐富、廣泛的示范價(jià)值。該工程是交直流高度融合、多電壓等級(jí)協(xié)調(diào)互動(dòng)、高度智能化的配用電網(wǎng)絡(luò)，是未來配電網(wǎng)的雛形。具有四個(gè)方面的鮮明特色：

“技術(shù)原創(chuàng)”：開創(chuàng)技術(shù)引領(lǐng)發(fā)展的新方向

      示范工程原創(chuàng)性地提出了融多種功能于一體的柔性變電站概念，賦予了變電站全新的功能形態(tài)，推動(dòng)了變電站關(guān)鍵設(shè)備由“多種設(shè)備組合”向“單一設(shè)備集成”方向發(fā)展，有效減少配電網(wǎng)設(shè)備的種類和數(shù)量。示范工程首創(chuàng)的電力電子變壓器取得了5大技術(shù)突破，實(shí)現(xiàn)了多端口一體化變壓變換、直流故障隔離、端口間能量雙向互濟(jì)、交直流負(fù)荷高可靠供電4大功能，較現(xiàn)有技術(shù)能量密度提升200%，大幅降低了設(shè)備成本和占地。

“柔性自愈”：打造配電網(wǎng)發(fā)展的新形態(tài)

      示范工程對(duì)未來配電網(wǎng)發(fā)展形態(tài)進(jìn)行了大膽嘗試，提出了基于柔性變電站的交直流配電網(wǎng)新理念，構(gòu)建了成套設(shè)計(jì)的框架體系，設(shè)計(jì)了多種交直流配電網(wǎng)組網(wǎng)模式。示范工程發(fā)展完善了交直流配電網(wǎng)理論，攻克了“源-網(wǎng)-荷”協(xié)調(diào)優(yōu)化控制和直流快速保護(hù)技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了功率潮流的靈活調(diào)控、故障限流與自愈。示范工程將阿里巴巴集團(tuán)數(shù)據(jù)中心和億利集團(tuán)光伏扶貧電站連接，組成包含“源-網(wǎng)-荷”元素的交直流配電網(wǎng)，首次實(shí)現(xiàn)了智能電網(wǎng)與云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的深度結(jié)合，勾勒了未來電網(wǎng)發(fā)展的新形態(tài)。

“靈活開放”：開啟高品質(zhì)電力供給的新模式

      柔性變電站的核心設(shè)備電力電子變壓器具有4個(gè)交直流端口，在配電網(wǎng)中相當(dāng)于“縱橫交錯(cuò)江河中的碼頭”。在低壓側(cè)能夠提供直流750V（含240V）、交流380V等3種靈活的供電方式，可實(shí)現(xiàn)多種能源、多元負(fù)荷和儲(chǔ)能的即插即用和靈活接入，豐富了用戶對(duì)電能供應(yīng)的自主選擇權(quán)。引入張北縣德勝村2.5MW光伏扶貧發(fā)電，滿足了阿里巴巴集團(tuán)數(shù)據(jù)中心綠色用能需求。示范工程打造了靈活開放的能源互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電、電網(wǎng)、用戶等多利益主體的共贏，開啟了高品質(zhì)電力供給的新模式。

“智能高效”：彰顯電力技術(shù)突破升級(jí)的新成效

      示范工程的技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)了“源-網(wǎng)-荷”協(xié)調(diào)發(fā)展，為發(fā)電、電網(wǎng)、用戶帶來了實(shí)實(shí)在在的效益。先進(jìn)的電網(wǎng)調(diào)度控制技術(shù)，讓配電網(wǎng)更加智能，能夠?qū)崿F(xiàn)“源-網(wǎng)-荷”間的能量互補(bǔ)調(diào)劑。讓光伏發(fā)電既能優(yōu)先在數(shù)據(jù)中心就地消納，又能在發(fā)電富余時(shí)保證全額上網(wǎng)消納，同時(shí)保證數(shù)據(jù)中心不間斷的高可靠供電。領(lǐng)先的電子電力技術(shù)，讓電力系統(tǒng)更加高效。根據(jù)初步測算，光伏發(fā)電采用直流升壓，提高了光伏系統(tǒng)效率約2%，每年可以為德勝村新增約7萬元發(fā)電收入。數(shù)據(jù)服務(wù)器采用直流供電，可以節(jié)省數(shù)據(jù)中心設(shè)備投資約1%（每1萬臺(tái)服務(wù)器節(jié)省投資約60萬元），降低數(shù)據(jù)中心能耗約10%-20%。

      據(jù)了解，示范工程相關(guān)技術(shù)已被張家口冬奧專區(qū)等地采用，正在開展示范項(xiàng)目的前期工作，其成果必將有力推進(jìn)我國配電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。