配电网台区治理经济又高效

  随着经济社会的发展，福建泉州配电网负荷上升，受产业高质量发展等因素影响，各区域负荷特征存在比较大差异，同时分布式电源接入配电网容量慢慢的变大，配电网运行管控面临新的挑战。泉州供电公司依托低压柔性直流技术，根据区域用电特性制订不同的解决方案——

  “现在电压测量为223伏，符合低压客户电压供电品质衡量准则，可实现用户日常用电。”2月5日，福建泉州供电公司组织人员来到南安市丰州镇楼下村，检查采用低压柔性直流技术改造后的蔬菜基地台区客户电压情况。

  随着经济社会的加快速度进行发展，泉州城市配电网负荷上升，部分区域负荷密集；在制茶业发达的部分农村地区，负荷呈现很强的季节性和周期性波动特征。同时，在碳达峰、碳中和背景下，分布式光伏发电、储能等资源迅猛增长，潮流双向流动的不确定性提高，配电网运行管控面临新的挑战。泉州供电公司通过低压柔性直流技术构建交直流混合配电台区，探索解决配电网普遍的问题，促进台区互济互备和新能源消纳，逐步提升配电网供电质量。

  丰州蔬菜基地位于南安市丰州镇楼下村。随着种植规模的扩大，当地农业生产用电负荷持续增高。由于配电距离较长、导线线径细，在灌溉集中时段，台区末端负荷集中，造成低电压。

  解决配网台区低电压问题，通常会采用新增配电台区、更换配电导线等方式，也能够最终靠增设调压器及无功补偿装置应急治理。新增、改造台区可从根本上优化配网结构，但是成本比较高，同时也受实际环境等条件限制。而增设传统调压器及无功补偿装置等应急治理方案无法从根本上解决配电距离长、供电线径细、功率因数低导致的低电压问题。对于丰州蔬菜基地来说，如果按传统方式改造台区要消耗60多万元，改造周期则超过1个月。

  2021年11月，泉州供电公司组织技术人员及运维人员勘查丰州蔬菜基地台区，汇总台区线路拓扑图以及负荷分布等信息，试点应用低压柔性直流技术开展改造。“该台区容量315千伏安，配电台区变压器容量足够，变压器出线侧电压稳定，线米。”泉州供电公司城区供电服务中心副主任万保忠说，“我们提出在原有低压配电线路基础上增加直流线路，交直流并联，利用低压柔性直流技术解决低电压问题。”

  相较于交流配电，直流配电具备输送容量大、电能质量高等优势。针对该台区现状，泉州供电公司在台区低压配电线路前端安装整流设备，将交流电整流为直流电，通过直流线路输送电能至台区末端；在台区末端低电压集中点利用逆变设备，将直流电逆变为交流电进行输出。2021年11月26日改造完成后，该台区末端用户侧电压从180伏提升至217伏。

  目前，泉州供电公司在楼下村试点台区改造的基础上，在春节返乡人员集中的台区、城中村台区等推广应用低压柔性直流技术开展改造，解决部分低电压台区改造中存在的投资高、改造慢等问题，快速提升农村地区配电网的供电质量。

  2021年12月29日，泉州供电公司城区供电服务中心台区经理江剑煌和该公司柔直技术专业技术人员来到泉州古城老城区，检查府文庙广场、中山旅游街、老城金鱼巷的3个台区运作情况。检验结果为，这些台区负荷平衡良好，电能质量稳定。

  “府文庙区域主要涉及6个配电台区，其中既有轻载的广场配电变压器，也有为居民区供电的配电变压器，还有负荷变化较多的沿街配电变压器。”江剑煌介绍，这些台区用电高峰时段不同，用电负荷处于区域密集但不均衡状态，季节性和周期性较为明显。

  针对府文庙区域供电特点，泉州供电公司技术人员提出，如果能让这些不同负荷特征的相邻台区互动起来，在某个台区用电高峰时，由其他处于非用电高峰时段的台区提供支援，既能节约增容布点投资，又可避开停电改造。

  沿着这个思路，泉州供电公司依托低压柔性直流技术提出低压台区柔性互济方案，针对6个台区的负荷特性差异，在台区线路的合适节点加装柔性互济设备，敷设直流专用线路，灵活调节电流的流向和流量，实现邻近台区间电力交换、互济互备。

  目前，府文庙多样性负荷台区柔性互济技术试点还未完工，全部建设完成后，将实现区域内居民客户电压合格率100%，0.4千伏客户不受上级10千伏线路停电影响。这种方式适应负荷多样化发展的新趋势，整体提升配网的灵活调节能力和负荷承载能力，既保障了居民、商圈、景点的可靠供电，还能支撑充电桩多点分布安装。

  针对大规模分布式光伏接入易造成电网波动等问题，泉州供电公司推出基于低压柔直技术的解决方案，实现系统集中储能及分布式光伏发电电力集中消纳。

  该方案配置储能，通过交直流混配柔直技术、台区智能融合终端及宽带电力线载波（HPLC）模块，做到台区全设备可观可测可控，协同控制和统一管理光伏发电设备、充电桩、储能等直流负荷，对不同台区内的可调节源、网、荷、储资源进行并网、离网统一管控，实现微电网“自平衡、自调节、自管理”。

  2021年10月，泉州供电公司选取石狮市永安镇沙堤村等三个高比例分布式光伏接入的区域，试点开展微电网示范建设，探索增量分布式电源、储能装置就近接入解决方案。

  截至2021年年底，示范建设试点之一的沙堤村已有171户居民利用自家屋顶建设分布式光伏，总容量724.8千瓦。该村14号公用变压器与11号、13号公用变压器的负荷曲线在时间上存在互补特性。此前，每天8时至18时光伏发电出力较大的时段，分布式光伏接入较多的11号、13号公用变压器最高向10千伏线号公用变压器最大负荷为144千瓦。通过直流互联微电网，利用物联网技术对分布式光伏进行智能投切，11号、13号公用变压器台区的光伏发电出力可就地为14号台区供电，剩余电量由储能系统储存，在提高新能源消纳率的同时降低光伏出力变化对电网的影响。

  这三台公用变压器容量均为630千伏安，但14号变压器2021年的最大负载率为83.17%，负载较重；11号、13号公用变压器2021年的最大负载率分别为28.57%、28.1%，均为较轻载配电变压器。通过直流互联，11号、13号公用变压器可转供14号公用变压器部分负荷，均衡了变压器负载率，提高了供电可靠性。

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