柔直技术在低压配电网中应用探索及实践

柔直技术在低压配电网中应用探索及实践目录Contents一低压配电网现状二柔直技术应用三总结一低压配电网现状一、低压配电网现状福建省是首个国家生态文明试验区，2021年国家电网公司将福建确立为推进新型电力系统建设的三个省级示范区之一。“十三五”期间，福建配电网以沿海经济发达省市为标杆，基本建成“供电能力充足、供电安全可靠”的坚强配电网。福建山海特征明显，常年面临台风、雷害、盐雾等气候环境影响，对配电网安全、可靠运行影响明显。4一、低压配电网现状季节性农业负荷波动、春节负荷需求春、秋季制茶负荷，平时配变负载率低，制茶高峰期出现重过载现象，负荷高峰期持续7-15天，如福建某旧寨村台区，平时最高负载率约20%左右，春节制茶高峰期负载率高达120%；另外部分养殖性负荷、烤烟负荷等也具有类似特性。日常配变负载率低，配变运行在轻载状态，春节返乡潮导致负荷突增，引起配变过重载，负荷高峰期可持续10-20天左右，如福建某城乡配变，平时最高负荷40%左右，春节期间最高负载率可达190%。炒茶机茶园5二柔直技术应用二、柔直技术应用柔性直流是采用全控型器件（如IGBT、IGCT）的新一代直流技术，不依赖电网支撑，可实现黑启动，电压、功率控制。柔性直流技术在输电领域已开展多年的工程应用，在低压配电网领域起步应用阶段。8二、柔直技术应用——低电压治理治理方案柔性直流技术具有灵活功率、电压调节能力。应用柔直技术，将交流接入AC/DC模块，转化为

±375V

直

流

，

在

末

端

接

入DC/AC模块，将直流逆变为交流，为用户供电。AC/DCDC/AC交流直流交流负荷电源控制器控制信号控制信号串联型方案并联型方案9二、柔直技术应用——低电压治理应用案例——福建霞浦西胜台区（2021.01）低电压情况：用电高峰期①③位置用户电压只有160V左右，②⑤位置用户电压只有130V左右，31户均单相供电导致台区严重三相不平衡。解决方案：在4位置安装2台主机，1、

2、

3、

5处分别安装1台从机，进行多端治理。治理前

v.s.

治理后10二、柔直技术应用——低电压治理应用案例——福建泉州蔬菜基地（2021.11）台区情况：泉州市南安市丰州镇楼下村台区主要发展蔬菜种植产业。该区主要发展蔬菜种植产业，为了保证正常农业生产，农户安装有大量的抽水泵，随着种植规模的扩大，居民农业生产用电负荷持续增高，但由于配电距离较长、配电线路半径细、功率因数低导致的低电压问题日益突出。治理方案示意图11现场治理装置及线路架设二、柔直技术应用——低电压治理应用案例——福建泉州蔬菜基地（2021.11）治理效果：11月14日安装完成并投运；治理前后，电压提升明显。运行相同功率的设备，电压从180V提高至217V。线损方面，安装设备前线损为4.25%-6.33%；设备安装后，线损降到4%以下。该台区已经连续运行11个月。治理前后三相不平衡情况治理前后线损情况治理前后用户点电压情况12二、柔直技术应用——低电压治理应用案例——福建福州永泰县（2022.10）台区情况：永泰县吉坑村大垄底变台区，变压器容量为100kVA，负载率6%左右；台区用户数有47户，其中低电压区域为5户，最大功率约20kW；台区线径为35/16mm²铝裸导线。用电高峰时，台区末端用户电压低至159V，严重影响用户的日常用电。治理效果：在A2-3位置安装1台主机，A2-7-4安装1台从机，进行稳压。施工时间为4小时。安装后，电压抬升至225V，电压稳定，效果显著。治理方案图13现场装置治理前后用户点电压二、柔直技术应用——台区柔直互联低压配变台区通过柔性直流互联，近期可实现台区动态增容、故障快速转供，提升供电可靠性及分布式电源接纳能力，远期通过低压交直流灵活组网，适应规模化多模式源、荷接入，实现源网荷储柔性高效互动目标。14二、柔直技术应用——台区柔直互联福州长乐湖坂村福州市南平市宁德市三明市龙岩市厦门市漳州市泉州市莆田市低压直流组网军营#07公变储能系统光伏系统恒利茶厂茶厂专变莆田湄洲岛五端柔直互联

厦门同安军营村（分散式+集中式）

厦门鼓浪屿大德记DCDCAC直流母线交流

AC负荷交流负荷15二、柔直技术应用——台区柔直互联微电网微电网是由分布式电源、储能系统、能量转换装置、监控和保护装置、负荷等汇集而成的小型发、配、用电系统，是一个具备“自平衡、自调节、自管理”的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。通过微电网分层分区的自治运行管理，使得配电网不必直接面对种类不同、归属不同、数量庞大、分散接入的(甚至是间歇性的)分布式电源，提高有源配电网运行管理效率。配电网16区域微网户用微网福州市宁德市南平市三明市龙岩市厦门市漳州市泉州市

莆田市石狮沙堤村建设背景：沙堤村预计三年内整村光伏容量将达3兆瓦，覆盖全村2214户居民建设屋顶，呈现“点多面广”的特点，绝大多数光伏通过单相接入、余电上网，接入台区均存在倒送电现象。为了解决三相不平衡和光伏就地高效消纳问题，以及面向城区重要供电区域和直流用电需求，在沙堤村构建低压台区组微电网，将分布式光伏接入带来的问题在台区层面解决，实现台区自治。预期目标：通过建设低压台区组微电网，实现台区分布式光伏接纳容量（就地全额消纳），供电可靠性提升，建设直流生态，满足多样化供电需求。二、柔直技术应用——台区柔直互联微电网17全功率型三端柔直互联系统，构建基于柔直互联技术的台区型微电网，以解决大规模分布式光伏接入、高效就地就近消纳问题。在直流侧建设全功率储能系统，实现源-网-荷-储协同运行、临时保供电、微电网离网运行等。二、柔直技术应用——台区柔直互联微电网技术方案在沙堤村#11、#13、#14台区建设一套集中式设备参数换流器功率：630kW×3直流电压：±375

V最大转换效率：98%功率因数：-0.9~+0.9直流侧储能：630kW/709kWh沙堤村#14配变沙堤村#13配变沙台区组交直流混合微电网18黄金海岸景区停车场二、柔直技术应用——台区共享储能技术方案在金安3#、金安4#、翔云5#、翔云6#台区建设一套4×50kW/62.7kWh台区共享型储能系统。每个台区配置一套

PCS、DC/DC换流器、电池单元、电池管理系统（BMS）以及辅助设备，组成储能子系统。各个台区电池单元通过直流电缆连接实现区域共享，由融合终端统一调度和管理共享储