交直流混合配电网综合评价指标体系
城市交直流混合配电网的发展及应用技术
城市交直流混合配电网的发展及应用技术经济全球化快速发展，城市规模越来越大，电能需求持续增长，发展分布式可再生能源接入配电网系统是改善城市用电需求紧张的一种有效途径。
随着电力电子技术的快速发展，关键技术问题不断突破，交直流混合用电技术及经济优势逐渐凸显。
本文根据当下城市用能形势，分析了交直流混合供电模式、交直流电能转换装备、直流电开断装置及系统运行控制等4个方面，对当前理论及应用情况进行了论述。
最后，对城市交直流混合配电网的未来研究方向进行了展望。
标签：交直流混合;配电系统;电力电子技术;运行控制0引言近年来随着能源革命的进行，以新能源为代表的清洁能源在实现我国能源转型中起着至关重要的作用[1]。
随着城市化的进程，越来越多的人居住在城市，城市用电量不断增加。
城市地区空调负荷耗能在高峰期占比超过40%，当前，以变频空调、IT 类负载及电动汽车为代表的广义直流负荷正蓬勃发展[2]，传统交流配用电系统存在“源-荷-储”接入传统交流电网变流环节多、损耗高、融合难，以及多种分布式能源欠缺互补机制及灵活调控手段等问题[3]。
目前城市配电网的网架结构单一，供电可靠性还有待进一步提高。
为适应城市用电的不断攀升，满足城市用电多元化需求，充分利用各种分布式可再生能源，未来城市配电网需进一步更新换代，向交直流混合的、可供广泛可再生能源及储能设备接入的配电网发展。
发展以分布式可再生能源为核心，实现“源-网-荷-储”协调优化运行的新型城市配用电系统，并在不断扩大的城市供电中发挥安全、稳定、充足的能源供应，为经济提供源源不断的动力[4-5]。
研究交直流混合供电模式、交直流电能转换装备、直流电开断装置及运行控制策略，对未来大规模应用交直流混合配电网做好充足的技术储备。
2 交直流混合供电模式在电力电子技术快速发展的驱动下，直流配用电技术被广泛研究，直流配用电系统具有结构简单、损耗小、供电质量优等特点。
现阶段的配用电系统中存在大量交流电源及设备，完全进行直流配用电系统的改造不具备经济性，因此，在现有的交流配用电系统的基础上，发展交直流混合配用电系统成为目前最为经济、可行的方案。
交直流混合电网新时代蓄势待发——特约主编寄语
为了深入探讨当前交直流混合的分布式可再生能源技术研究现状及最新技术进展 分析交直流混合的分布式可再生能源技术面临的难题及挑战总结交直流混合的分布式 可再生能源技术国内外的研究成果与经验教训推动交直流混合的分布式可再生能源技 术在我国的进一步应用等还有很多工作需要开展
感谢来自中国电力科学研究院国网电力科学研究院有限公司中国科学院电工研究 所华中科技大学东南大学上海交通大学新疆大学上海电力学院国网江苏省电力有 限公司电力科学研究院上海电器科学研究所 集团 有限公司国网江苏省电力有限公司 检修分公司国网江苏省电力公司宿迁供电公司等科研院所和高校的学者和专家为本次 专题提供了富有创新价值
电器与能效管理技术
交直流混合电网新时代蓄势待发
特约主编寄语
随着分布式清洁能源发电储能装置电动汽车柔性负荷的不断发展与接入渗透分 布式可再生能源储能及直流负荷接入传统交流配网需经多级变流环节降低了效率影 响了接入的便捷性 另外配电网互联互济和柔性调控能力不足也限制了分布式可再生 能源的充分消纳和高效利用
电器与能效管理技术 针对交直流混合的分布式可再生能源技术的以上问题组织了 本次专刊我非常荣幸地受邀担任此次特别策划专题的特约主编 此次专题得到了国内 外学者的大力支持收到大量科研工作者的来稿内容涉及多种分布式可再生能源交直流 混合系统结构和动态分析能源互补优化配置及综合能效评估电能质量机理及治理优 化运行控制关键设备研制以及交直流混合系统的集成试验与示范应用等多个领域为 交直流配电网的发展和进步提供了良好的支持和积极的推动 我们选择了其中 !" 篇优 秀稿件组成本次专刊希望本次专题的出版能为未来交直流混合的分布式可再生能源技 术的研究提供有益的参考与借鉴
交直流混合多端口能量路由器拓扑与控制研究
《电气自动化》2021年第43卷第2期自动化装置与设备Automatio n Devices&Equipme n t s交直流混合多端口能量路由器拓扑与控制研究王加*，王颖，李梦月，张健，居荣，马刚(南京师范大学电气与自动化工程学院，江苏南京210046)摘要：为了提高可再生能源与电网的互联，提出了应用于高压配电网的交直流混合多端口能量路由器模型。
分析了级联H桥高压侧整流器、中间级DC/DC隔离器、低压交和直流端口的原理并提出了一种分布式控制策略，以直流母线电压的变化调整内部功衡。
提出的能量路由同电压等级的交/直流端口载接入，现电压隔离的同时能够有效治理电网电压畸变。
最后通过仿真验证了策略的有效性。
关键词：配电网;能量路由器;级联H桥;分布式控制；电畸DOI：10.3969/j.iss.1000-3886.2021.02.033［中图分类号］TM732［文献标志码］A［文章编号］1000-3886(2021)02-0101-04Research on Topology and ContraI of AC/DC HybriO Multigort Energy Router Wang Jiashu，Wang Ying,Ll Mengyue,Zhang Jian，Ju Rong,Ma Gang (College of Electricae and Auamation Engineering,Nanjing Normal Unyepsa,Nanjing Jiangsu210046,China$ Abtrracr：Foeihepueposeofompeoeongonieeconnecioon beiween eenewabteeneegsand ihepoweegeod，amodetwaspeesenied foeiheAC-DC hybrid multiport energy router applied to high-voltage distribution networks.The principles of the coscaded H-bridge high-vvltage side rectifier，DC/DC isolator at the inWrmediate stage，and low-vvltage AC and DC ports were analyzed，and a distribuwd control stratexy was proposed to adjust real-time balance of internal power with the change of the DC bus vvltage.The proposed energy router could texiMy provide AC/DC ports of ddferent vvltage levels for load access，so that grid voltage distortion could be controlled rffectively while vvltage isolation conversion was realized.Finally，the correctnes and vvlidity of the proposed strategy was verified through simulation.Keywordt：dis/ibution netwoTk;enemy muten cascaded H-b/dge;disnibuted contml;eltage disto/ion0引言为了缓解能源危机，再生能源发电水平,国内外学者们了能源互联网战略［1-2］"能量路由器是能源互联网的重要组成部分，作为传统现电，还.提供电压隔离和不同电压等级的交直流端口，实现不同分布式发电的接入⑶"能量路由器的拓扑结构及控制策略作为能源互联网的研究热点，了专家们的注。
面对极端扰动事件的城市弹性配电网评估指标体系
面对极端扰动事件的城市弹性配电网评估指标体系
城市弹性配电网是指城市电力系统在面对各种极端扰动事件（如天灾、恶劣天气、恶意攻击等）时，具备快速恢复和抵御能力的配电网。
评估城市弹性配电网的指标体系，则是对城市电力系统在承受极端扰动事件时，能够评判其抵御和恢复能力的一套评估标准和指标。
1. 弹性供电能力指标
弹性供电能力指标是评估城市弹性配电网的重要指标之一，主要包括对供电可靠性、供电容量和供电能力进行评估。
供电可靠性指标主要包括频繁停电次数、停电时间和停电率等指标，能够评估城市电力系统在承受极端扰动事件时的供电稳定性。
供电容量指标主要包括供电容量总量和每个区域的供电容量等指标，能够评估城市电力系统在承受极端扰动事件时的供电能力。
供电能力指标主要包括电力传输能力和电力负荷调度能力等指标，能够评估城市电力系统在承受极端扰动事件时的供电弹性。
输变电工程施工质量综合评价指标体系的构建
输变电工程施工质量综合评价指标体系的构建摘要：在电力工程的项目建设过程中，输变电工程在其中有着非常重要的地位，其工程建设质量的优劣对整个电力产业的发展有着直接的影响。
但是，随着输变电施工项目规模的不断扩大及数量的不断增加，其工程的建设周期也正处于不断紧缩的状态，但这会在一定程度上造成工程的施工质量存在一定的问题。
所以在文中笔者主要是在分析输变电工程施工质量中所具有的问题基础之上，对输变电工程施工质量综合评价指标体系进行了建立。
关键词：输变电工程；施工质量；综合指标体系；构建引言：电力系统的建造工程在国家的建设中有着非常重要的地位，输变电工程在电网系统中是关键组分，其重要意义也是很显著的。
而在对其展开施工质量管理的工作之前，对工程的施工质量展开精确的评价是重要的前提条件，现阶段国内外对综合评价上所得到的研究成果是非常显著的，然而关于怎样构建可以为综合评价提供应用的指标体系研究是非常少的，从而在很大程度上导致综合评价的结果不具有科学性，因此加强对于输变电工程施工质量的综合评价指标建立，在提升施工品质方面有着非常深远的影响。
一、输变电工程施工质量问题分析(一)输电线路的施工质量问题在对具体的线路施工进行分析的过程中，其主要问题可划分出以下几点：(1)在进行桩位的复测过程中所出现的差异性非常之大，与图纸所给的数据有着很大的偏差；(2)由于环境及技术的局限性，工程基础方面的施工质量并不符合要求，从而对后续的施工质量有着很大的影响；(3)在杆塔施工过程中，非常容易发生区域内的脱节、倾斜等安装问题出现；(4)在线路的架设过程中，因为是拖地展放的，因而会对导线的绝缘层造成磨损等问题；(5)没有保证充足的准备工作，进而使得工程施工人员的协同工作进展遭到了很大的影响，并对输电线路的整体施工质量形成了阻碍；(6)在施工过程中短路问题是较为多见的问题，这部分问题如果不进行及时的处理，极易导致爆炸问题的出现[1]。
(二)变电工程的土建施工质量问题在保障电力供应具有较高安全性和可靠性的工作中，变电工程的土建施工是主要影响因素，而其中较为多见的问题有以下几方面：（1）因为变电站的建设地大部分都是在偏远的空旷地带，比如荒郊野岭等，这些区域都是起伏不平的，所以对土方的平衡优化是不是能够符合行业标准，这对变电站的施工质量有着很大的影响；(2)一般情况下，变电站的挡土墙都是使用砌块为原料制作而成的，然而在施工中建设人员时常会由于不了解砌块的使用规范及标准，从而导致挡土墙质量无法达到施工需要；(3)位置选取的问题及土方预估所出现的偏差都会导致变电站的地面施工存在阻碍，另外房屋的渗漏及门窗不稳固等都会导致变电站系统发生故障[2]。
国家发展改革委关于加快配电网建设改造的指导意见
国家发展改革委关于加快配电网建设改造的指导意见文章属性•【制定机关】国家发展和改革委员会•【公布日期】2015.08.20•【文号】发改能源[2015]1899号•【施行日期】2015.08.20•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】电力及电力工业正文国家发展改革委关于加快配电网建设改造的指导意见发改能源[2015]1899号各省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团发展改革委（能源局），中国电力企业联合会，国家电网公司、中国南方电网有限责任公司：配电网是国民经济和社会发展的重要公共基础设施，为落实中央稳增长政策，加快配电网建设改造，现提出如下指导意见。
一、总体要求（一）指导思想围绕新型工业化、城镇化、农业现代化和美丽乡村建设，立足稳增长、调结构、促改革、惠民生，以满足用电需求、提高供电质量、促进智能互联为目标，坚持统一规划、统一标准，着力解决配电网薄弱问题，提高新能源接纳能力，推动装备提升与科技创新，加快建设现代配电网络设施与服务体系，为全面建成小康社会宏伟目标提供有力保障。
（二）基本原则规划引领，有序推进。
坚持先规划、后建设，切实加强规划的科学性、权威性和严肃性。
科学制定远景配电网目标，远近结合、分步实施。
城乡统筹，保障供应。
统一城乡配电网建设，实现一体化发展。
坚持建设与改造并举，提升供电保障能力与电力普遍服务水平。
统一标准，安全经济。
统一技术标准，贯彻供电可靠性和资产全寿命周期理念，因地制宜推行模块化设计与标准化建设。
构建强简有序、结构合理、安全可靠、经济高效的配电网络。
智能环保，升级创新。
应用新技术、新产品、新工艺，提高装备水平，推进智能化升级，适应能源结构调整需要。
探索智能化配电网与互联网的深度融合，努力创建新型能源生产、配送与消费体系。
政策配套，协调发展。
加大政策支持力度，研究出台金融、财税、价格等系列配套措施；结合全面深化改革的总体要求，建立市场化建设与运营协调机制，多方参与，拓展配电网建设改造投资渠道。
直流配电网电压控制技术综述
第40卷第2期592021 年 3 月电力工程技*Electric Power Engineering Technology DOI ：10T2158//2096E203T021T2T09直流配电网电压控制技术综述吴在军1,谢兴峰1,杨景刚1>2,司鑫尧2,杨媛平1,曹骁勇1(1.东南大学电气工程学院，江苏南京210096；2.国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，江苏南京211103)摘要：随着分布式可再生能源的快速发展以及电动汽车、数据中心等大量直流负荷的普及，交流配电网的运行和管理受到了挑战。
直流配电系统潮流灵活可控,可闭环运行,供电方式多样，具有更广阔的应用前景。
但是，相比交流系统的控制，直流配电系统的控制更加复杂。
直流电压作为衡量直流配电网有功功率平衡的唯一指标，其稳 定控制对直流配电网的可靠运行至关重要。
文中首先列举了直流配电网的典型拓扑结构和直流电压等级序列；然 后，总结了直流配电网中关键设备电力电子变流器的控制技术;接着，梳理了直流配电网的传统电压控制策略，并对目前一些改进的直流电网电压控制策略进行了深入分析和总结。
最后，指出了直流配电网电压控制需要重点关注和解决的问题，可为未来直流配电网直流电压控制的进一步研究提供思路和借鉴。
关键词:直流配电网；换流站控制；电力电子变压器控制；直流电压控制；控保一体化中图分类号:TM761 文献标志码：A 文章编号：2096-3203( 2021) 02-0059-090引言随着分布式可再生能源发电渗透率的提高和电动汽车充电站的普及，以及包含风、光、储的微电网的快速发展，交流配电网的运行和管理受到了挑战。
相比于交流配电网，直流配电系统可以实现闭 环运行，具有多种供电方式，潮流灵活可控,更有利 于整合和消纳如风力发电和太阳能发电等可再生 能源［1'3］%在向数据中心、商业中心、工业系统、电动汽车、高铁等直流负荷供电时，直流配电可省去 一级交流变直流的环节,提高供电效率［4'5］ %新型的碳化硅等电力电子器件具有更低的开关损耗和通态损耗，未来其在变流器中的应用可使得直流换 流站相比于同等容量的传统交流变压器具有更高 的效率&6(%另外，直流微电网和高压直流输电系统的快速发展也促使研究人员思考如何将两者互连, 而直流配电系统是很好的解决方法［7'8］ %美国弗吉尼亚理工CPES 中心最初提出了交直 流混合配电系统的构想［7］;美国北卡罗来纳大学提出了多端口能量路由器，可用于构建灵活的直流配 电系统［9］。
城市配电网网架标准化评价指标
小数点后两位
年度
计算公式：母线N-1通过率=满足N-1的变电站母线数/变电站母线总数×100%。
注：母线N-1是指变电站一条母线故障或停役后，其所带负荷可以全部转移至其他母线或线路负荷可以全部转移至联络线路。
C类以上供电区220（110）kV公用变电站
调控系统、PMS2.0
五分段评价法：
A段：≥90%，100分；
注：线路N-1是指电网中一条线路失去变电站电源后，其负荷可以全部转移至联络线路。
C类以上供电区10(20)kV公用线路
调控系统、PMS2.0
五分段评价法：
A段：≥90%，100分；
B段：80-90%，80分；
C段：70-80%，60分；
D段：60-70%，40分；
E段：<60%，20。
3
母线N-1通过率
序号
指标名称
指标
单位
数据
精度
发布
周期
指标定义和计算方法
统计口径
数据来源
评价方法
一
目标பைடு நூலகம்架
1
网架结构合理率
％
小数点后两位
半年度
计算公式：网架结构合理率=实现目标网架的大馈线数/大馈线总数×100%。
注：1.实现目标网架的大馈线数：以大馈线为单位逐条验算，验算通过的统计实现目标网架的大馈线。
2.验算规则：统计与被验算大馈线存在联络的大馈线数量X（不包括被验算对象自身），X=1（单联络、单环网）、X=2（三联络）、X=3（双环网）属于目标网架，其他值为非目标网架。
C类以上供电区10(20)kV公用线路
PMS2.0
五分段评价法：
A段：≥90%，100分；
B段：80-90%，80分；
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交直流混合配电网综合评价指标体系
一级指标 二级指标 三级指标 推荐范围 条文编号
源荷发展水
平
负荷发展水平 负荷年均增长率 - 6.1.1.1 直流负荷年均增长率 - 6.1.1.2 负荷密度 - 6.1.1.3
直流负荷密度 - 6.1.1.4
直流负荷容量占比 - 6.1.1.5
电源发展水平 直流并网电源渗透率 - 6.1.2.1 储能配置占比 - 6.1.2.2
直流侧储能配置占比 - 6.1.2.3
电网发展水
平
供电质量
平均供电可靠率 6.2.1.1
直流平均供电可靠率 6.2.1.2
综合电压合格率 6.2.1.3
电压纹波系数 6.2.1.4
电压均衡度 6.2.1.5
“低电压”用户数占比 6.2.1.6
供电能力
变电（换流）设备重过载占比 0% 6.2.2.1
直流换流设备重过载占比 0% 6.2.2.2
线路重过载占比 0% 6.2.2.3
直流线路重过载占比 0% 6.2.2.4
变电（换流）设备最大负载率平均值 45%-50% 6.2.2.5
直流换流设备最大负载率平均值 45%-55% 6.2.2.6
线路最大负载率平均值 40%-50% 6.2.2.7
直流线路最大负载率平均值 40%-50% 6.2.2.8
变电（换流）设备轻载占比 0% 6.2.2.9
直流换流设备轻载占比 0% 6.2.2.10
线路轻载占比 0% 6.2.2.11
直流线路轻载占比 0% 6.2.2.12
电网发展水
平
电网结构 变电（换流）设备N-1通过率 100% 6.2.3.1 直流换流设备N-1通过率 100% 6.2.3.2 线路N-1通过率 100% 6.2.3.3 直流线路N-1通过率 100% 6.2.3.4
中压线路平均供电半径 - 6.2.3.5
中压直流线路平均供电半径 - 6.2.3.6
中压直流断路器配置与换流器匹配率 - 6.2.3.7
装备水平
在运设备平均运行年限 - 6.2.4.1
老旧设备占比 - 6.2.4.2
交直流协调
发展水平
电压序列协调
性
供电电压等级种类数量 - 6.3.1.1
直流发展规模
直流变电（换流）设备容量占比 - 6.3.2.1
直流线路容量占比 - 6.3.2.2
交互水平
交直流互联净交换电量占比 - 6.3.3.1
交直流互联换流器潮流正反向持续时
间比
- 6.3.3.2
交直流互联换流器交换电量占比 - 6.3.3.3
直流电源逆变并网率 - 6.3.3.4
智能化水平 二次系统 配电自动化覆盖率 6.4.1.1 通信网络覆盖率 6.4.1.2 智能电表覆盖率 6.4.1.3
源荷控制能力
负荷可控容量占比 - 6.4.2.1
直流并网电源可控容量占比 - 6.4.2.2
经济性水平
投资经济性
单位投资增供电量 - 6.5.1.1
单位投资增供负荷 - 6.5.1.2
直流配电网投资占比 - 6.5.1.3
直流配电网与其等容量替换交流配电
网投资比
- 6.5.1.4
运行经济性 配电网综合线损率 - 6.5.2.1 中压配电网综合线损率 - 6.5.2.2
直流配电网综合线损率 - 6.5.2.3