配某著名企业储能支撑型柔性互联的思考与实践报告

某著名企业STATEGRID某著某著名企业电力科学研究院STATEGRIDJIANGSUELECTRICPOWERCO.,LTD.RESEARCHINSTITUTE配某著名企业储能支撑型柔性互联的思考与实践某著某著名企业电力科学研究院袁宇波2024年4月目录某著名企业STATEGRID某著某著名企业电力科学研究院STATEGRID.HANGRUNIICTHICPUPERCO.LTD.RESEARCHE□否□发展背景23421.1背景与挑战某著名企业STATEGRID某著某著名企业电力科学研究院PHANGN我国是能源消费大国，发展新能源是实现双碳战略的必由之路。构建以新能源为主体的新型电力系统，可有效提高新能源消纳和调控能力。配某著名企业作为承担电能分配与消纳的主体，其电源结构、网架形态和负荷特性正在发生深刻变化。31.2存在问题某著名企业STATEGRID某著某著名企业电力科学研究院SIAIEGJIDJIAMISUELLCJOCPUWERCO,LID.HESEAIRCHINSHIUIE现有配网存在以下五点问题：1、负载率普遍低于30%，配网供电潜能未得到释放；2、光伏大量接入导致配变倒送过载；3、充电桩等潮汐性负荷长期占据大量配变容量；4、20kV配网孤岛无法与10kV某著名企业互联；5、不同220kV片区配电线路无法热倒互联转供。应用柔性互联技术((AC-DC-AC),实现高可靠灵活组网，支撑新型配电系统建设。41.3配网柔性互联技术某著名企业STATEGRID某著某著名企业电力科学研究院NATEGRIDJISNGRURLECT柔性互联装置是一种取代传统联络开关的智能电力电子设备，具备功率灵活调节、故障快速阻断等多种功能，在空间轴上提供“能量容器”，可实现配某著名企业柔性闭环运行，已成为推动传统配某著名企业向交直流柔性互联形态演进的重要装备。51.4配网储能技术某著名企业STATEGRID某著某著名企业电力科学研究院JIA7HGRL储能装置在分布式能源消纳，提升系统调节能力等方面发挥着重要作用，作为时间轴上的“能量容器”，为配某著名企业运行提供了新的调节维度。在配某著名企业故障时，储能装置还可保障重要负荷的不间断供电，提升供电可靠性。1.电源侧储能：2.某著名企业侧储能：平抑新能源发电功率波动，减少弃光/风；参与某著名企业调频、调峰参与某著名企业的调峰、调压、调频；作为黑启动电源电力应用新医能源管理中心3.用户侧储能：4.微网储能：削峰填谷、平移负荷，减少对供电容量需求和减缓配某著名企业投资发挥基准电源或快速调节电源作用；电力调峰，改善微某著名企业电能质量61.5储能支撑型柔性互联技术某著名企业STATEGRID某著某著名企业电力科学研究院11储能支撑型柔性互联装置将储能系统接入柔性互联，可充分发挥储能系统和柔性互联的融合作用。同时，利用柔性互联装置背靠背变换设备的构网能力，实现对双端某著名企业的频率及电压支撑，以及孤岛运行模式下的电压、频率、电量及黑启动全面支撑。储能支撑型柔性互联装置7目录某著名企业STATEGRID某著某著名企业电力科学研究院12技术研究3482.1发展历程————串联型柔性互联某著名企业STATEGRIDJIENLSE串联型柔性互联装置适用于同一片区互联场景，双侧电源幅值、相位差较小，通过调节电源点间串联电压的幅值和相位，实现两个电源间潮流灵活、精准调控。传统串联型柔性互联装置不具备故障阻断功能，通过引入主支路串联阀模块实现故障阻断。传统串联型柔性互联：无故障阻断能力全电压阻断串联型：通过串联阀模块阻断故障92.1发展历程————并联型柔性互联某著名企业STATEGRID11.1KERERIEANISERLEERIL:PLP138.1312.HESEARCHINSTITUTE.、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、并联型柔性互联装置具备完备的潮流控制、故障穿越等功能，适用于不同分区互联场景。传统并联型互联装置模块数量多，体积大，采用高压SiC器件后可以实现单模块承压，大幅缩小装备体积。102.2关键技术攻关————低压柔性互联某著名企业STATEGRID

某著某著名企业电力科学研究院STATEGRIPEANGSURLECTRICPOWERCD,LTD,RESEARCEINYITETE在应用场景分析基础上，通过三电平交错并联技术提升等效开关频率，采用三角电流变频调制降低滤波电感，通过三维矢量调制实现无隔离变共模抑制，研制低压柔性互联装备，缩小整机体积。场景需求分析高效紧凑拓扑低压装备拓扑交错并联技术三角电流调制控制策略优化形态开关频率降低电感无隔离变大压差-角差同分区孤岛互联互联转供策略优化多维性能评估共模联合抑制供电能力控制三维矢量调制滤波器优化回流环流闭环控制安全性需求甲甲共模电压高频环流低频环流·缩小整机功率密度运行效率电能质量·降低共模电压可靠性112.2关键技术攻关————中压柔性互联某著名企业STATEGRID某著某著名企业电力科学研究院分析多运行模式与场景特性需求，采用并联型混合三电平拓扑及低损混频调制策略；提出串联型全电压故障阻断新拓扑，攻关高效紧凑中压柔性互联装备。需求特性分析高压SiC/Si混合三电平应用并联装备SiIGBT降低成本并联型不同电压互联不仅整零互联箱箱详电:60HzSiCMOSFET降低损耗88·提高交流端口效率88混合器件三电平ANPC拓扑低损混频调制策略·缩小整体体积小毯盖，角色互联井联型互联装置串联型互联装置故障阻断串联拓扑构建串联装备~)0并联型U_{1}U_{2}调节阻断阻断串联型阻断回路20\%^{*}模块N#△U能量模块+能量调节串联型补能回路耦合·提高交流端口效率80%*模块·缩小整体体积*串、并联装置在配网中应用数量占比122.2关键技术攻关————储能构网技术某著名企业STATEGRID某著某著名企业电力科学研究院其ANLA分析不同暂态场景下，储能对新能源短时间尺度消纳率的提升量，结合构网控制技术，实现配某著名企业电压精准调节和功率快速优化控制，提升区域某著名企业的供电可靠性。功率服务：满足某著名企业暂态稳定和功率平衡需求；某著名企业故障时，主动支撑直流母线电压及某著名企业；光伏新能源出力大于网侧负荷时，储能吸收功率；光伏新能源出力小于网侧负荷时，储能释放功率给负荷供电，实现新能源消纳。能量服务：用户侧削峰填谷，应对电力系统峰谷调节和输配电线路阻塞问题；快速调峰调频，提升短时间尺度新能源出力波动工况下的消纳率。132.2关键技术攻关————协调控制技术某著名企业STATEGRID

某著某著名企业电力科学研究院EUREDJIANLSUELECJIOCPUPEILO.,目D.其UIE建立交直流配电系统典型场景库，构建分层调控架构；综合系统约束和源荷预测，建立配网潮流优化模型；利用多设备/系统控保协同，构建高弹性故障恢复重构体系；面向孤岛构网场景，形成基于振荡溯源的稳定运行控制策略。调控架构潮流优化控制故障弹性恢复孤岛稳定控制预测故障振荡运行源荷故障主动恢复溯源场景出力隔离抑制恢复故障系统层：多目标优化调度模型多目协同构网标优恢复稳定化重构控制SOP转并网转孤岛子网层：柔性互联运行约束控制保护设备协调控制装置支撑·互联控制功能≥10种设备层：多资源调度需求响应·直流暂态控保动作时间<3ms142.2关键技术攻关——————仿真测试某著名企业STATEGRID某著某著名企业电力科学研究院利用RTDS实时数字仿真系统，搭建中低压柔性互联仿真测试平台。通过多类型IO接口闭环接入，可充分测试多场景下柔性系统稳态功率调节、暂态控制模式切换等功能性能，保障现场安全可靠运行。测试项目：自适应启停故障转代策略无缝切换功率均衡功率限制测试场景：单馈线/台区过载单馈线/台区光伏倒送全馈线/台区过载控制策略切换试验波形全馈线/台区光伏倒送152.3典型应用分析————应用场景某著名企业STATEGRID某著某著名企业电力科学研究院轻重载功率互济某著名企业侧应用负荷可靠供电交直流微某著名企业交直流双环形态用户侧应用162.3典型应用分析————应用优势某著名企业STATEGRID某著某著名企业电力科学研究院HANGSERLECTOECPOWERCD,LID.EFSZARCEINGIITETE储能支撑型柔性互联技术具有以下四大优势：目录某著名企业STATEGRID某著某著名企业电力科学研究院1发展背景2技术研究3应用探索4下一步工作18某著名企业STATEGRID

3.1应用案例某著某著名企业电力科学研究院111轻重载台区/线路互联(空间型)江苏电科院中心实验楼1#配变日平均负载率70%，峰值负载率可达80%，在距其400m的配电楼有1台轻载台变，日平均负载率不足10%，通过建设低压柔性互联装置将中心实验楼日平均负载率控制在60%，提高台区的能效和供电可靠性。450400中心实验楼台区配电楼台区350250200250实验楼配变重载互联前平均负责率1#配套平均负载率2#配套2070%(500kVA)10%(5001/A)柔性互联50050024031012141018202224牵性瓦鞋装置中心义监督台区生活功率某省市区唐高功率(200kW)2905511222*712*直流充电桩200光伏结件常规负荷交流充电机常规负荷250完成组件(40kW)自20kW)(350kW)(4*7kW)(50km)(2·7MW)实验楼配变功率控制在60%200互联后15010050定优组件素直充电桩数字储能数字储能0(40kW)(60kW)(50kW/150kWh)024681012141618202224民民政治局(40kW)193.1应用案例某著名企业STATEGRID某著某著名企业电力科学研究院2光伏倒送重载治理利用柔性互联技术，通过光伏倒送台区与相邻负载台区互联，可以有效消纳新能源，并大幅降低光伏台区与负荷台区配变容量需求。丹阳司徒镇柔性互联系统203.1应用案例某著名企业STATEGRID某著某著名企业电力科学研究院3光伏、充电桩等直流源荷接入大规模分布式新能源及充电桩接入，对现有的交流配网网络架构及输送能力造成巨大冲击，通过柔性互联技术构建直流配用电系统，接入直流源荷，共享配变空余容量，可提升对直流源荷的消纳能力。10kV久安10kV大西线线8#配变5#配变交流交流负荷负荷交流柔性互联交流负荷负荷低压柔性互联装置鱼塘增氧机鱼塘光伏大棚光伏大棚灌溉充电桩容量共享渔光互补213.1应用案例某著名企业STATEGRID某著某著名企业电力科学研究院410kV/20kV互联利用柔性互联可以实现10kV/20kV台区互联转供，某省市核心区20kV台区供电可靠性的问题。223.2示范工程应用————扬中整县光伏先导示范区扬中为江苏光伏渗透率最高的县域，部分线路存在光伏倒送及倒送过载现象，在新坝110kV变电站投运国内首套户外三端口中压柔性互联装置，优化了线路负载分配