歷經(jīng)14個(gè)月的艱苦研發(fā)，進(jìn)行了多項拓撲創(chuàng )新設計和仿真驗證，完成了成百上千次的閥體調試和控制保護調試。終于，12月26日，在零下21攝氏度的河北張北縣阿里巴巴小二臺數據港內，張北柔性變電站及交直流配電網(wǎng)科技示范工程完成全部試驗和試運行考驗，標志著(zhù)世界首個(gè)基于柔性變電站的交直流配電網(wǎng)正式投入商業(yè)運行。
國網(wǎng)冀北電力有限公司董事長(cháng)、黨委書(shū)記田博
該示范工程是集技術(shù)創(chuàng )新、新興產(chǎn)業(yè)多元供電服務(wù)、光伏扶貧、清潔能源消納于一體的能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目，是我國率先提出并實(shí)現的交直流混合配電網(wǎng)技術(shù)，是電力電子技術(shù)領(lǐng)域的原始創(chuàng )新。工程正式投運為應對配電網(wǎng)電源清潔化、多元化，網(wǎng)絡(luò )電力電子化、信息化以及負荷特性復雜化、互動(dòng)化的發(fā)展需求，提供了重要解決方案，實(shí)現了清潔能源高品質(zhì)消納、柔性接入和靈活調配，提高了區域能源“源—網(wǎng)—荷—儲”協(xié)調互動(dòng)水平，支撐了未來(lái)電網(wǎng)運行方式的靈活性和系統的穩定性。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院院長(cháng)邱宇峰
作為項目主要研發(fā)單位之一的，全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院院長(cháng)邱宇峰在發(fā)言中介紹，作為世界首個(gè)全可控電力電子柔性變電站及具有柔性控制的交直流混合配電網(wǎng)，示范工程體現出“技術(shù)原創(chuàng )”“柔性自愈”“靈活開(kāi)放”“智能高效”的基本特征，其首創(chuàng )應用的電力電子變壓器取得了5大技術(shù)突破，較現有技術(shù)能量密度提升200%，大幅降低了設備成本和占地。
自2016年以來(lái)，立足于探索未來(lái)配電網(wǎng)的發(fā)展形態(tài)，服務(wù)于張家口可再生能源示范區建設，著(zhù)眼于高端產(chǎn)業(yè)的高品質(zhì)電力需求，在國家電網(wǎng)有限公司組織下，國網(wǎng)冀北電力協(xié)同全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院、南瑞集團中電普瑞科技等單位，與阿里巴巴集團、億利集團緊密合作，發(fā)揚首創(chuàng )、原創(chuàng )精神，以配電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng )新引領(lǐng)“源-網(wǎng)-荷”協(xié)調發(fā)展，建成張北柔性變電站及交直流配電網(wǎng)科技示范工程，在理念上、技術(shù)上、效益上提供了豐富、廣泛的示范價(jià)值。該工程是交直流高度融合、多電壓等級協(xié)調互動(dòng)、高度智能化的配用電網(wǎng)絡(luò )，是未來(lái)配電網(wǎng)的雛形。具有四個(gè)方面的鮮明特色：
“技術(shù)原創(chuàng )”：開(kāi)創(chuàng )技術(shù)引領(lǐng)發(fā)展的新方向
示范工程原創(chuàng )性地提出了融多種功能于一體的柔性變電站概念，賦予了變電站全新的功能形態(tài)，推動(dòng)了變電站關(guān)鍵設備由“多種設備組合”向“單一設備集成”方向發(fā)展，有效減少配電網(wǎng)設備的種類(lèi)和數量。示范工程首創(chuàng )的電力電子變壓器取得了5大技術(shù)突破，實(shí)現了多端口一體化變壓變換、直流故障隔離、端口間能量雙向互濟、交直流負荷高可靠供電4大功能，較現有技術(shù)能量密度提升200%，大幅降低了設備成本和占地。
“柔性自愈”：打造配電網(wǎng)發(fā)展的新形態(tài)
示范工程對未來(lái)配電網(wǎng)發(fā)展形態(tài)進(jìn)行了大膽嘗試，提出了基于柔性變電站的交直流配電網(wǎng)新理念，構建了成套設計的框架體系，設計了多種交直流配電網(wǎng)組網(wǎng)模式。示范工程發(fā)展完善了交直流配電網(wǎng)理論，攻克了“源-網(wǎng)-荷”協(xié)調優(yōu)化控制和直流快速保護技術(shù)難題，實(shí)現了功率潮流的靈活調控、故障限流與自愈。示范工程將阿里巴巴集團數據中心和億利集團光伏扶貧電站連接，組成包含“源-網(wǎng)-荷”元素的交直流配電網(wǎng)，首次實(shí)現了智能電網(wǎng)與云計算產(chǎn)業(yè)的深度結合，勾勒了未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的新形態(tài)。
“靈活開(kāi)放”：開(kāi)啟高品質(zhì)電力供給的新模式
柔性變電站的核心設備電力電子變壓器具有4個(gè)交直流端口，在配電網(wǎng)中相當于“縱橫交錯江河中的碼頭”。在低壓側能夠提供直流750V（含240V）、交流380V等3種靈活的供電方式，可實(shí)現多種能源、多元負荷和儲能的即插即用和靈活接入，豐富了用戶(hù)對電能供應的自主選擇權。引入張北縣德勝村2.5MW光伏扶貧發(fā)電，滿(mǎn)足了阿里巴巴集團數據中心綠色用能需求。示范工程打造了靈活開(kāi)放的能源互聯(lián)網(wǎng)平臺，實(shí)現了發(fā)電、電網(wǎng)、用戶(hù)等多利益主體的共贏(yíng)，開(kāi)啟了高品質(zhì)電力供給的新模式。
“智能高效”：彰顯電力技術(shù)突破升級的新成效
示范工程的技術(shù)創(chuàng )新推動(dòng)了“源-網(wǎng)-荷”協(xié)調發(fā)展，為發(fā)電、電網(wǎng)、用戶(hù)帶來(lái)了實(shí)實(shí)在在的效益。先進(jìn)的電網(wǎng)調度控制技術(shù)，讓配電網(wǎng)更加智能，能夠實(shí)現“源-網(wǎng)-荷”間的能量互補調劑。讓光伏發(fā)電既能優(yōu)先在數據中心就地消納，又能在發(fā)電富余時(shí)保證全額上網(wǎng)消納，同時(shí)保證數據中心不間斷的高可靠供電。領(lǐng)先的電子電力技術(shù)，讓電力系統更加高效。根據初步測算，光伏發(fā)電采用直流升壓，提高了光伏系統效率約2%，每年可以為德勝村新增約7萬(wàn)元發(fā)電收入。數據服務(wù)器采用直流供電，可以節省數據中心設備投資約1%（每1萬(wàn)臺服務(wù)器節省投資約60萬(wàn)元），降低數據中心能耗約10%-20%。
據了解，示范工程相關(guān)技術(shù)已被張家口冬奧專(zhuān)區等地采用，正在開(kāi)展示范項目的前期工作，其成果必將有力推進(jìn)我國配電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng )新發(fā)展。
來(lái)源：中國電力新聞網(wǎng)
