刘建国

（国网四川省电力公司广安供电公司）

0 引言

因近些年不断发展壮大的全世界新能源产业，为首的代表主要有太阳能和风能分布式电源，它们在公众中广受关注并且得到普遍使用。除此之外，迅速增长的分布式电源、大量接入电网的电动汽车，在新基础建设推动下的大规模建设的数据园区，不断变化的配电网结构，越来越多样化的负荷特性，上述情况在运行配电网时发挥了不同程度的作用。主要表现为：负荷剧烈且频繁的波动、流向日益复杂的有功功率和无功功率、预测难度大的短路电流、难以挑选的设备型号、电压超过限度等有关电能质量的问题日趋增多。

1 柔性互联配电网的主要装备和技术

1.1 软联络开关

柔性互联配电网对于软联络开关展开研究是个必不可少的步骤。在常规联络开关处的电力电子装置是安装软联络开关的重要部位，在此处安装软联络开关可以精准地对它两边所连馈线间输导的有功功率进行有效控制。具有代表性的软联络开关，例如双端背靠背VSC，主要构成要素是两个背靠背VSC，借助电容器并联于中间直流侧。在软联络开关基础上的柔性互联配电网主要特点就是其自我优化功能的高度智能，不仅如此，恢复故障的速度之快也是其强项技术之一。软联络开关将常规的配电网闭环技术和开环运行的供电方式完全改变了，这是核心的装备用于建成全面可控的柔性互联配电网。

1.2 柔性环网的控制装置

柔性环网控制装置能够视作为一个迷你型、直流输电系统，在一个箱子里面可以安装整流装置和逆变装置，交流线路连接两端，同时还能够运行数条馈线合成的闭合网络。在柔性环网控制装置不使用时，能够视为常规配点线路的系统，在一般情况下接线都是使用单环网或者是双环网，同时使用开环运转。在柔性环网控制装置使用时，在无异常的情形下，系统能够在数条不一样配电线路间实现闭环运作。在异常的情形下，可以完成负荷的迅速转移，同时无缝连接数条馈线和就地无功补偿负荷。除此之外，还可以准确控制各端口的有功和无功功率，进而实现对电网侧潮流的改变和优化控制，同时将设备的应用率和供电的稳定性提高。

1.3 电力电子的变压器

电子电力变压器也可以称作固态变压器或者智能变压器。它作为一个新研发的电子电力设备，与电力电子元件和高频变压器联合，相比于常规工频交流变压器，拥有更多的功能。电力电子变压器的重要技术主要有调制和软联络开关技术、控制电压、电流和功率等电器的技术和保护故障技术等，这对于电子电力变压器的电气功能和稳定性发挥着极其重要的作用［2］。

2 柔性互联配电网结构形态和运行控制技术

2.1 柔性互联配电网结构形态

不一样的电能形式、电压等级的配电网互联供给了柔性接口办法普遍会使用到软联络开关等电力电子设备和技术，进而能够让配电系统呈现出许多不一样的新形态，例如多断交流混合形式和蜂窝状等，然后在未来高渗透可再生能源和多类型负荷情况下能够更进一步地满足多样化的接入要求。除此之外，柔性互联配电网可以在一定程度上将系统运行性能的可靠性提升，还有利于弥补常规配电网的不足，主要是体现在控制潮流、控制电压无功、治理电能质量的安全性和韧性提高等方面。

2.1.1 多端柔性交直流混合配电网

普遍使用柔性互联关键电力已经成为如今的主要趋势，随之而来，配电网的供电形式正在以交直流混合形式渐渐取代常规交流系统，与此同时，结构形态也由多端互联型网络发展替代了常规的放射性发展［3］。多端柔性交流直流混合配电网在柔性直流技术的基础之上不仅有助于灵活接入多种分布式电源和负荷，还有可能在以后成为配电网的主要形式。当前，在我国已经有多个示范工程建设完成，包含了贵州五端柔性交直流配电网示范工程、广东珠海多端交直流混合柔性配电网互联工程等。与此同时，在北京延庆智能交直流配电网示范工程中同样也是应用到了柔性环网控制装置，上述的这些示范性工程，其建成不仅使配电网闭环运行、系统故障分析与自愈控制、能量优化等这些重要技术得到突破，还获得丰富的实践经验，促使将来的配电网以交直流互联形式为主进一步发展［4］。

2.1.2 蜂窝状配电网

普遍应用的多端柔性开关使得将来的配电网结构形态将很有可能会演化为以蜂窝状配电网为主的结构形态。蜂窝状配电网结构主要是通过柔性控制装置将数条六边形馈线网络互联形成，不仅具备极高可控性和灵活性的全网潮流传输控制，同时还可以在面对各类型分布式发电单元、微电网单元、以及各电压等级的交流和直流配电网的时候，自行组织适应。由于蜂窝状配电网的供电可靠性和灵活性极高，能够不同供电单元或区域，以电网运行状态依据，完成自组织互联或隔离工作。在蜂窝状配电网的自组织结构构成中，柔性互联控制装置有着十分重要的影响。可是从另一个角度出发，因为蜂窝状配电网互联环节繁杂，所以在运行出现异常或者是故障的情况，导致功率流向与故障情形同样也会非常繁杂，最后可能会给控制配电网系统和配置保护工作带来巨大压力。

2.2 柔性互联配电网的运行控制的重要技术

柔性互联配电网运行控制的第一特点就是双向主动调节潮流。使用软联络开关、柔性环网控制装置等柔性开关设备能够精准不间断地优化调整配电网的潮流，进而时效性和准确化的潮流主动优化能力将体现在系统设备中。柔性互联配电网的调节配电网潮流技术主要有下列三点问题：①当分布式电源和负荷功率出现异常情况时，例如：时序波动，需要有效利用柔性开关设备的功能，与此同时，为平衡配电网功率和支援不同子网间的功率工作，可以采用多目标鲁棒优化等方法。②柔性开关设备主要有软联络开关、柔性环网控制装置等这些设备造价昂贵，成本极高，因此，需要充分利用配电网中另外的可调资源和联合优化网络重构技术等控制手段，进而实现潮流优化调节策略最优化的目的。③当配电网系统出现异常情况，可以以柔性开关设备的迅速可调节性为依据，防止转移和演变异常电流，进而达到配电网的故障自愈的目的。由此可见，在异常情况下需要对于配电网的柔性开关设备的平滑快速切换和故障电流主动抑制策略进行提前研究分析和制定计划。

3 探索柔性互联配电网的发展问题

分布式电源生成的电能一般为直流电或者是能够通过简要整流之后成为直流电，柔性负荷驱动就是应用的直流电，由此可见，就某种意义而言，直流对于柔性互联配电网的发展起到了一定促进作用。可是因为接入了高渗透率分布式电源和柔性负荷，导致了电源、负荷的不稳定性和协调运行的难度系数加大，当前柔性互联配电网的问题还需要再进一步地探讨［5］。

3.1 接入分布式电源的方案问题

分布式电源的方案主要有两种，分别是多数集中接入和分散接入。如果想要最大容量地接入全网分布式电源，在自由接入分布式电源的网络各个节点时，怎样明确分布式电源的最优方位，采取怎样接入的方式在容量组合及与其相配合的软联络开关时，上述情形都是需要高度重视的问题。

3.2 并网消纳分布式电源问题

分布式电源是一种间断式的能源，同时大规模接入配电网，这将会导致很多问题，主要体现在系统稳定、电能质量和继电保护等方面，对开展并网消纳的工作有着非常重要的影响。联合动用微电网和柔性互联技术对于开展分布式电源消纳的工作十分有利，可是怎样协调优化是该问题解决的核心。

3.3 电力电子技术和柔性互联关键装备成本问题

由于如今的电力电子技术和柔性互联关键装备的限制性，所以当前的软联络开关的工程建造技术还不成熟且建造价格昂贵，可是它在分布式电源和柔性负荷整体中所占投资金额的比重不大，但是分布式电源消纳能力的提升方面带来的效益是十分显著的。由此可见，将来如果换流器技术和装备不断地更新升级，与此同时，其应用价格降低，配电网柔性互联在将来一定会得到普遍应用。接入高渗透率分布式电源和柔性负荷时，应该对于增量配电网改革、能源互联网建设、低压智能配电网络拓展等新形势下柔性互联配电网发展的重要技术问题进行深层的分析研究，进而有望在柔性互联技术的条件下促进将来的智慧配电系统进步。

4 结束语

在将来的智能能源接入条件下，为了实现发展与运行调控配电网目的，柔性互联关键装备和技术提供了有效灵活的技术保障。由于不断成熟的电力电子技术和较低的制造成本，在大规模范围之内配电网更新升级中，柔性互联装备有着非常重要的影响。由此可见，开发和研究软联络开关、柔性环网控制装置、电力电子变压器等柔性互联装备是必不可少的环节，与此同时，以低成本为首要条件，使其运行的可控性提高，然后，以柔性互联关键装备为基础，重点探讨配电网的结构形态与运行控制的重要技术，除此之外，加速重要技术从理论到实践的推广步伐，最终环节当