探究｜柔性直流配电系统的春天是否已经来临？

2018年8月29日，国网杭州供电公司负责的全国首个智能柔性直流配电网示范工程在浙江杭州江东新城顺利通过试运行考验，经功能升级后正式投入运行。

2018年9月3日，南网贵州电力科学研究院牵头负责的国内首个五端直流配电示范工程在贵州进入试运行。

2018年12月25日，南网广东珠海供电局牵头负责的世界规模最大的多端交直流混合柔性配网互联工程在广东珠海唐家湾成功投运。

2018年12月26日，国网冀北电力有限公司牵头负责的张北柔性变电站及交直流配电网科技示范工程完成全部试验和试运行考验，正式投入商业运行。

柔性直流配电系统的春天已经来临?

早期的交直流输配电之争

输配电系统产生时，一直存在交流和直流之争，这就不得不说一百多年前尼古拉˙特斯拉与托马斯˙爱迪生两个人互怼的故事了。

尼古拉·特斯拉是前南斯拉夫的发明家，与爱迪生同时代，他发明了交流电，磁感强度单位就是以他命名的，直流电与交流电的斗争就从他与爱迪生之间的矛盾开始的。

托马斯·爱迪生是一个天才发明家，但就是这样一位伟大的发明家，也有“马失前蹄”的时候。爱迪生经过近十年夜以继日的研究，终于发明了适用的电灯，于1882年9月4日率先在位于华尔街的J.P摩根大楼点亮。但在发明了电灯之后，接下来的问题是如何将电从发电厂送到街区、大楼，乃至居民住宅?

当时的电压等级很低，难于实现电压等级的变换，不可能将电输送到稍远一点的距离，这制约了电的推广应用，成为爱迪生集中精力要解决的问题。

与此同时，有一位脾气古怪的塞尔维亚发明家尼克拉˙特斯拉提出了交流输电专利。这一技术专利可以让电出厂电压升得很高，这就意味着电力可以通过输电线输送至较远距离，在用户端电压再次降下来。由于电力是一个网络系统，赢家只能有一个。

后来的故事大家都清楚了，不管爱迪生如何指责交流电的不安全，还是输掉了这场争斗。

那直流输配电系统有没有“翻盘”的机会呢?Maybe。

1954年，从瑞典本土到果特兰岛，建立起了世界上第一条远距离高压直流输电工程。目前世界各国已有上百个现代工业化直流输电工程建成投运。南方电网区域内更是有九条直流输电工程，其中就包括滇西北至广东±800千伏特高压直流输电工程，创造“三首一最”世界第一的昆柳龙直流工程。

何为柔性直流配电?为什么需要柔性直流配电?

目前，我国已初步构建了柔性直流输电技术体系：建成了舟山±200kV、厦门±320kV、鲁西±350kV等柔性直流输电工程。但是柔性直流配电系统建设才刚刚起步。为何要建设柔性直流配电系统呢?

可以说，柔性直流配电系统正是为分布式能源的发展而来。因为分布式电源相对于大电网来说是一个不可控源，目前主网往往采取限制、隔离的方式来处置分布式电源。柔性直流配电由于其自身优势可广泛接入分布式能源，同时也是构建能源互联网的关键核心技术，得到各个国家的广泛关注。

传统配电网采用以供方主导、单向辐射状供电为主的刚性结构运行模式，可控性及供电可靠性差、可再生能源消纳能力低;而柔性直流配电是以电压源换流器为核心的新一代直流配电技术，具有响应速度快、可控性好、运行方式灵活等特点。

利用柔性直流配电将多回交流馈线互联，可将传统纯交流配电网转变为交直流混合的新型配电系统，使配电网从静态运行结构转变为灵活的、可主动运行的“智能”结构，提高配电系统供电可靠性，提高可再生能源消纳能力。

与交流配电相比，基于柔性直流配电的交直流混合配电系统在新能源接纳方面灵活性更强，对冲击负荷的承受能力更大，用电质量与可靠性更明显。相当于在配电网接入了电源调节泵。

电源调节泵能够主动控制交流馈线的有功功率和无功功率，优化配电网的潮流分布、增强电网稳定性、提升电网的智能化和可控性。

全国首个智能柔性直流配电网示范工程——杭州江东新城智能柔性直流配电网工程

杭州江东新城智能柔性直流配电网工程是全国首个智能柔性直流配电网示范工程，该工程由杭州供电公司牵头研究和建设，2016年启动，旨为打造可靠性高、互动友好、经济高效的一流现代化配电网。2017年10月，智能柔性直流配电网示范项目正式开工建设，工程额定电压±10千伏，总换流容量3万千瓦。

最终于2018年8月29日在浙江杭州江东新城顺利通过试运行考验，经功能升级后正式投入运行。该工程的建成实现了配电网从传统放射型向多端互联网络转变，可在百毫秒内快速隔离系统故障并恢复正常运行，大幅提升杭州电网的安全可靠性。

杭州江东新城智能柔性直流配电网工程通过采用区域协调控制、故障快速定位及隔离保护等技术，实现多路电源同时为用户供电，确保单路电源故障情况下负荷安全经济转移。同时，该工程可采用直流供电模式，在不影响电网电能质量的情况下，为10千米外用户提供供电服务，极大优化了杭州电网的供电能力。工程还具备电动汽车充换电设施等多元化负荷、储能和分布式电源无障碍接入的条件，助推能源互联网发展。