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世界首套柔性交直流配电网示范工程投运
来源:中国电力新闻网   日期:2019-01-02   字号:[ ]
   历经14个月的艰苦研发,进行了多项拓扑创新设计和仿真验证,完成了成百上千次的阀体调试和控制保护调试。终于,12月26日,在零下21摄氏度的河北张北县阿里巴巴小二台数据港内,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。
  国网冀北电力有限公司董事长、党委书记田博
  该示范工程是集技术创新、新兴产业多元供电服务、光伏扶贫、清洁能源消纳于一体的能源互联网示范项目,是我国率先提出并实现的交直流混合配电网技术,是电力电子技术领域的原始创新。工程正式投运为应对配电网电源清洁化、多元化,网络电力电子化、信息化以及负荷特性复杂化、互动化的发展需求,提供了重要解决方案,实现了清洁能源高品质消纳、柔性接入和灵活调配,提高了区域能源“源—网—荷—储”协调互动水平,支撑了未来电网运行方式的灵活性和系统的稳定性。
  全球能源互联网研究院院长邱宇峰
  作为项目主要研发单位之一的,全球能源互联网研究院院长邱宇峰在发言中介绍,作为世界首个全可控电力电子柔性变电站及具有柔性控制的交直流混合配电网,示范工程体现出“技术原创”“柔性自愈”“灵活开放”“智能高效”的基本特征,其首创应用的电力电子变压器取得了5大技术突破,较现有技术能量密度提升200%,大幅降低了设备成本和占地。

  自2016年以来,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,在国家电网有限公司组织下,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等单位,与阿里巴巴集团、亿利集团紧密合作,发扬首创、原创精神,以配电网技术创新引领“源-网-荷”协调发展,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、广泛的示范价值。该工程是交直流高度融合、多电压等级协调互动、高度智能化的配用电网络,是未来配电网的雏形。具有四个方面的鲜明特色:
  “技术原创”:开创技术引领发展的新方向
  示范工程原创性地提出了融多种功能于一体的柔性变电站概念,赋予了变电站全新的功能形态,推动了变电站关键设备由“多种设备组合”向“单一设备集成”方向发展,有效减少配电网设备的种类和数量。示范工程首创的电力电子变压器取得了5大技术突破,实现了多端口一体化变压变换、直流故障隔离、端口间能量双向互济、交直流负荷高可靠供电4大功能,较现有技术能量密度提升200%,大幅降低了设备成本和占地。
  “柔性自愈”:打造配电网发展的新形态
  示范工程对未来配电网发展形态进行了大胆尝试,提出了基于柔性变电站的交直流配电网新理念,构建了成套设计的框架体系,设计了多种交直流配电网组网模式。示范工程发展完善了交直流配电网理论,攻克了“源-网-荷”协调优化控制和直流快速保护技术难题,实现了功率潮流的灵活调控、故障限流与自愈。示范工程将阿里巴巴集团数据中心和亿利集团光伏扶贫电站连接,组成包含“源-网-荷”元素的交直流配电网,首次实现了智能电网与云计算产业的深度结合,勾勒了未来电网发展的新形态。
  “灵活开放”:开启高品质电力供给的新模式
  柔性变电站的核心设备电力电子变压器具有4个交直流端口,在配电网中相当于“纵横交错江河中的码头”。在低压侧能够提供直流750V(含240V)、交流380V等3种灵活的供电方式,可实现多种能源、多元负荷和储能的即插即用和灵活接入,丰富了用户对电能供应的自主选择权。引入张北县德胜村2.5MW光伏扶贫发电,满足了阿里巴巴集团数据中心绿色用能需求。示范工程打造了灵活开放的能源互联网平台,实现了发电、电网、用户等多利益主体的共赢,开启了高品质电力供给的新模式。
  “智能高效”:彰显电力技术突破升级的新成效
  示范工程的技术创新推动了“源-网-荷”协调发展,为发电、电网、用户带来了实实在在的效益。先进的电网调度控制技术,让配电网更加智能,能够实现“源-网-荷”间的能量互补调剂。让光伏发电既能优先在数据中心就地消纳,又能在发电富余时保证全额上网消纳,同时保证数据中心不间断的高可靠供电。领先的电子电力技术,让电力系统更加高效。根据初步测算,光伏发电采用直流升压,提高了光伏系统效率约2%,每年可以为德胜村新增约7万元发电收入。数据服务器采用直流供电,可以节省数据中心设备投资约1%(每1万台服务器节省投资约60万元),降低数据中心能耗约10%-20%。
  据了解,示范工程相关技术已被张家口冬奥专区等地采用,正在开展示范项目的前期工作,其成果必将有力推进我国配电网和能源互联网技术的创新发展。 


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