喻文岗
许继电气股份有限公司 河南省许昌市 461000
摘要：多元负荷分布式电源灵活接入是交直流混合配电系统具备的特征。除此之外，其还拥有运行稳定、电能质量高、供电可靠的优势，交直流混合配电系统以电为核心建立互联网的物理架构，下面介绍直流配电的关键技术，希望对相关人员研究能源互联网关于交直流混合配电网络方案设计有一定的帮助。
关键词：交直流混合配电网；能源互联网；供电模式
在社会高速发展下资源环境与社会经济发展出现不可调和的矛盾，传统不可再生能源在当下的供给量无法满足社会经济发展的需要，为此应该开发大量可再生能源并且需要完成不可再生能源的合理控制，通过降低碳排放量，使用可再生能源替代化石能源，借助此类方法最大程度的节约不可再生能源，其已成为当下大众的共识，能源转型已成为社会发展必须大力推进的工作，当下在电力系统中为提高电能的供量并降低能源无用消耗，必须考虑到可再生能源在发电中的应用，在电源侧可以使用风能、太阳能完成发电替代传统的火力发电方式，在负荷测应该考虑到能源需求量，需要增加主动负荷与柔性负荷比例。随着电力系统物理形态与能源转型的需求，能源互联网相继出现，便成为大众关注的热点话题。
一、规划设计
目前，我国在直流配电技术方面的研究时间上短处于起步阶段，同时研究的内容集中在网络架构电压等方面，在研究过程中结合实际情况分析目前常用的直流电压等级，研究当下电动汽车直流充电口的电压以及其他常用设备的直流配电电压等级。
分析重压直流配电网的结构，配电网存在不同类型，辐射型属于电网中的基础结构，同时在网络中每个负责只可以从一条路，将获取电能辐射型结构是发展初期为满足人们用电需求而设立的供电方式。环形拓扑包含直流母线与多条直流线路分布在储能设备分布式电源等处，可以借助电网结构分设类型。通过环状电网有多条路径，提高配网供电的安全性、可靠性、但是因为系统保护配置过于复杂，同时具备投资量大的特质，所以不具备良好的实用性。两端供电结构使用两路电源可以一路供电，另外一路充当备用电源，两端供电可以根据需要同时完成负荷供电。但是在使用过程中必须考虑系统设计，通过合理的手段实现不同交流与分区，提高系统控制能力，还能使系统在电能传输过程中拥有可靠、稳定的特征。
在能源互联网技术高速发展过程中，多元化负荷接入、分布式电源接入对配电网的压力逐渐增大。为了解决此方面问题，必须在保证正常供电的前提下，需要降低配网承受的负荷，提高配网输电的可靠性、稳定性，这也是交直流混合配电系统出现的原因。凭借网络结构以及相关技术，根据不同应用场景的需求，将其合理的应用在不同架构中，在此过程中对负荷与电源的分布特性进行深入调研、分析。双端式、辐射式、环式，不同直流配电网络结构不同，其在可靠性、稳定性方面也存在差异，使用交直流混合配电网典型拓扑结构应用接线形式，可以实现多场景应用并满足场景的使用需求，不同场景使用交直流混合配电系统应该完成拓扑结构、电压序列、电源接入、设施设备用户接入等，设计优化单元模块，通过各原数优化配置，由此形成交直流配电网典型供电模式，满足用户电能需求的同时，还可以有效的降低电能传输对配网施加的压力。
设计交直流混合配电网方案，应该找到覆盖面与典型性两者间的平衡点，还需要考虑模块化以及多样化等，对系统设计的要求掌握不同，应用场景对交直流混合配电网方案形成的影响，应该在当下考虑到负荷多元化电源对设施接入加直流配电系统造成的影响，明确参数指标体系与典型设施功能，同时需要确定交直流配电网关键设施的研究方法，掌握技术设计的原则，确定关键设施在参数配置时的方式，结合实际需要完成功能设计，确定方案设置的具体内容，给出最合理的设计方式，确定多元化电源以及直流配电网关键设施和负荷接口。
二、关键设备
直流变压器电力电子技术的电压等级换流器与中高压直流短路等方面是当下直流配电关键设备研究的主要内容。目前，工程中关于电压源型换流器包含模块化、多电平、三电平换热器与两电平换流器，其中需要简化控制系统构造应该了解系统设计在设备方面的内容，使用pwm调制技术会增加系统能源损耗量，直流变压器主要采用谐振开关、电量直流变压器、高压直流变压器以及mmc型直流变压器，但是使用的相关设备并没有从应用场景进行合理的考量设计，在实际应用中会存在非常多的问题。为满足能源互联网的应用需求，当下应该关注可再生能源，在电能发力方面的应用风能、太阳能等可再生能源，将其应用在电能发力方面，可再生能源通过转化与单元互联，有效的完成能源供给。
但是当下关于直流配用电关键设备的相关技术仍不成熟，在电源接入侧如何应用储能考虑各类能源需求供应完成稳定、高效的能源供给成为工作人员，当下必须高度关注的工作。在电网侧需要考虑电流应力与换流阀、强弱电紧凑化布局对系统设计形成的影响，还应该了解设备相关问题，掌握相关要素后设计可行性高的方案，确定分区保护架构与分层分布式控制架构，两者的形式通过稳定的体系控制变压器体积，优化直流变压器拓扑结构。采用科学的方案提高功率控制的准度，使用多谐振软开关功率变换拓扑、宽禁带器件、应用集成方法分析影响系统高耗能的原因，解决变换器结构复杂的弊病，在当下提出优化电路制造购的方法，提高电气整体效能。关注直流开关，直流开关拥有混合式与机械式两种方法，考虑到直流开关存在开断小电流困难断口，绝缘恢复能力弱等问题，同时使用混合开关会增加整体成本，因此必须积极的研发等级直流方案，优化拓扑结构，解决方案存在的实际问题。
三、保护策略
直流配电系统故障会根据系统与设备的不同分为换流器故障、交流侧故障、直流侧故障，每种故障的引发原因不同，交直流混合配电系统故障类型众多且电源类型丰富，储能与多类型换流站控制策略、分布式电源功率在系统运行期间对系统故障暂态特性造成的影响，系统运行方式改变后，定值与保护原理的使用情况均是方案设计需要考量的因素。过电流能力差、电力电子设备耐受过电压对直流母线电压会造成巨大的影响，当下需要研究换流阀、并网变压器，这些都是分布式电源需要重点内容，研究多点信息、直流配电系统故障，通过网络结构的优化，提高系统故障定位识别的速度，将方案设计方法多样化设置，根据需求保护直流配电系统，提高系统运行的稳定性。
结语：
在当下需要考虑到社会未来发展针对能源不足的实际情况，为了延长能源使用时间，应该推动能源互联网智能化发展，掌握发展需求，考虑到交直流混合配电网在应用期间对设备的需求，降低配电网功能损耗，减少一次设备投资量，通过系统优化提高系统运行效率，保证系统可以稳定运行。本文着重分析交直流混合配电网发展的技术，研究应用场景的需求，在电压序列选取原则下，分析开关设备、存储类型，掌握分布式电源设计要求，配置满足实际需求的保护方案，提高能源互联网运行效果。
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