当前，电网对供电可靠性的需求越来越高，随着分布式电源的接入越来越多，同时要满足电动汽车等多元负荷用电需求，传统配电网“闭环设计、开环运行”的结构已无法满足社会需求。如何实现多电源安全合环、环网潮流经济分布和分布式电源合理消纳成为配电网运行的新挑战。在此背景下，台区柔性互联技术凭借其良好的接入与控制能力或成为未来重要解决方案。
配电台区柔性互联技术
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应用场景
1)针对台区间负载不均衡或季节性负荷波动，实现功率互济、容量共享；
2)针对电动汽车等负荷导致的配变过载，实现动态增容；
3)针对高品质供电要求，实现故障时负荷转供；
4)针对高比例分布式光伏接入台区引起反向过载、电能质量问题，提升台区承载力，实现电压主动控制。
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关键装备
台区柔性互联装置通过AC/DC和DC/AC变换技术，实现多个台区柔性互联与功率互济，其中AC/DC变流器典型拓扑如图1所示，光伏、储能等接入直流母线的DC/DC变流器典型拓扑如图2所示。
图1 AC/DC典型拓扑
（a）双向DC-DC变流器拓扑结构
（b）高频隔离DC-DC变流器拓扑结构
图2 DC/DC变流器典型拓扑
图3 国网湖北电科院自主研发的台区柔性互联装置
电力电子变压器可实现AC10kV端口至DC750V端口和AC400V端口的变换，典型拓扑如图4所示。
图4 电力电子变压器典型拓扑
图5 国网湖北电科院自主研发的电力电子变压器
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关键技术
以柔性互联系统两侧或多端主变负载作为均衡目标，通过控制柔性互联系统输送功率，实现区域间功率均衡。
当柔性互联装置所连接的交流母线发生永久性故障后，可完成故障区域隔离及非故障区域在互联能力范围内的转供和恢复。
在直流微网类型低压柔直互联系统中，柔性互联系统具备直流微网保护及故障恢复功能，能够识别直流支路和设备的各类故障并有效隔离。
柔性互联多种组网形态
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中压配电线路柔性直流互联
柔性互联配电网的网架形态根据运行场景不同，主要分为基于背靠背柔性互联装置的柔性互联形态（图6装置1）、含直流母线的点对点柔性互联形态（图6装置2）和基于柔性互联装置的交直流混合柔性互联形态（图6装置3）三类。
图6 中压配电网柔性互联3种典型形态
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配电台区柔性互联
换流器直流侧接线主要分为：单级接线、伪双极接线和真双极接线三种。具体如图7所示。
图7 换流器接线方式
低压配电台区柔性互联的拓扑分为三种结构，分别为公共直流母线集中配置结构，直流母线分段分散配置结构和环状结构，如下图所示。
示范工程探索实践
国网湖北电科院自主研发了配电台区柔性互联装置、电力电子变压器等核心设备，提出了双端、多端口柔性互联等关键技术，牵头开展了京山、黄州、沌口等示范工程建设，为湖北现代智慧配电网建设转型打造“样板工程”。
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荆门京山示范工程
在京山经济开区供电营业厅及周边5个台区低压侧建设柔性低压直流互联装置，部署1台有载调容调压变压器，1台电力电子变压器，3套保电仓，建设屋顶光伏281kW、充电桩980kW。
图11 京山多台区柔性互联示范场景
图12 京山多台区柔性互联监控展示系统
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黄冈黄州示范工程
在路口供电所周边五台区安装5套AC/DC柔直装置、3套储能装置、5个V2G充电桩，低压智能分布式保护开关339个，建设光伏789.7kW，系统容量共3MW。
图13 路口供电所五台区柔性互联示范点拓扑
图14 路口五端口柔性互联系统展示界面
2023年7月1日至20日间，黄州路口五台区柔直互联台区最大负载为640.56kW，光伏累计发电56543kWh，单体柔性互联装置最大功率为358kW，累计转供36485kWh，7月5日运行断面如下图所示。
图15 路口供电所五台区柔性互联典型日运行曲线
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武汉沌口示范工程
部署柔性互联装置，解决两个充电台区之间长期存在的功率不均情况，实现充电桩功率柔性控制示范应用。
图16 沌口汽车充电站柔性互联试点
图17 沌口汽车充电站柔性互联监控系统
2023年7月1日至10月11日期间，沌口柔性互联装置试点最大负载350kW，单体柔性互联装置最大功率为158.074kW，截止10月11日累计转供3361kWh。
图18 沌口汽车充电站柔性互联试点典型日波形
配网柔性互联技术突破了原来中低压交流配电系统开环运行的限制，带来了良好的网络连通性以及各种交直流电源和负荷接入的灵活性，增强了电网对随机波动的控制能力，相信未来将成为电网实现“双碳”目标的重要技术手段，助力现代智慧配电网高质量发展！
供稿：国网湖北电科院 闵怀东
一审：杨志淳 刘威宏
二审：吴零松 李进扬
三审：谢宗喜
设计：华中科技新媒体工作室
