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摘要：配电网担负着电能的配送任务，传统配电网的电能传送是单向的，随着分布式电源大量接入，配电网的电能可能出现双向流动。由于分布式电源具有随机性和间歇性的特点，增加了配电网运行控制的难度。为了满足大规模分布式电源接入的要求，在北京延庆建设交直流混合主动配电网，提高配电网的能源配送和优化能力，支持高渗透率分布式能源的充分消纳，降低系统损耗，提高设备利用率，实现高可靠高质量供电，延缓增容建设投资。鉴于此，本文是对交直流混合配电网规划运行关键技术进行分析，仅供参考。
关键词：交直流混合配电网；网架结构；优化规划；调度控制；经济性评估
一、交直流混合配电网网架结构
交直流混合配电网网架结构对运行可靠性、灵活性、经济性等方面都有重要影响。传统交流配电网的网架结构已经非常成熟，国内外均有相关网架结构标准和案例。目前针对交直流混合配电网网架结构的研究较少，主要研究工作集中在直流配电网的网架结构设计。交直流混合配电网网架结构设计需要综合考虑现有交流配电网的网架结构和直流配电网的研究成果，提出交直流混合配电网网架结构设计方案。
我国交流配电网中，高压配电网网架结构主要有链式、环网和辐射状结构；中压配电网结构主要有双环式、单环式、多分段适度联络和辐射状结构；低压配电网一般采用辐射状结构。10kV配电网结构根据架空网和电缆网的不同可以分为2类：架空网主要包括辐射式接线和多分段适度联络接线2种模式；电缆网主要包括单环式接线和双环式接线2种模式。北京市高压配电网以环网建设、放射状运行为主（“手拉手”式网架结构）。巴黎城区的电缆网采用三环网T接或双环网T接方式；东京22kV电缆网采用主线备用线、环形、点状网络接线方式；新加坡采用“花瓣式”结构，22kV配电网采用环网连接、并列运行方式。
直流配电网网架结构主要有辐射型、两端供电型和环型直流配电网。①辐射型直流配电网由不同电压等级的直流母线组成骨干网络，分布式电源、交流负载与直流负载通过电力电子装置与直流母线相连，其结构简单，对控制保护要求低，但供电可靠性较低；②两端供电型直流配电网与辐射型直流配电网相比，当一侧电源故障时，可以通过操作联络开关，由另一侧电源供电，实现负荷转供，提高整体可靠性；③环型直流配电网相比于两端供电型直流配电网，可实现故障快速定位、隔离，其运行方式与两端供电型直流配电网相似，且供电可靠性更高。
根据不同的应用需求，交直流混合配电网可分为含柔性直流装置的交直流混合配电网与含直流网的交直流混合配电网，前者适用于直流源荷较少的情况，后者更加适合高密度直流源荷接入的情况。含直流网的交直流混合配电网接线模式主要包括辐射型交直流混合配电网（交直流线路间无联络）、多分段适度联络型交直流混合配电网（交直流线路间有联络），两者的网络结构分别见图1、图2。
图1辐射型交直流混合配电网结构图2多分段适度联络型交直流混合配电网结构
根据端口数的不同，含柔性直流装置的交直流混合配电网主要包括两端互联、三端互联、四端互联和六端互联等方式。
二、交直流混合配电网优化规划技术
交直流混合配电网的优化规划问题是配电网结构设计阶段需要解决的核心问题，对交直流混合配电网的安全、可靠、经济运行具有重要意义。
组网技术
1、运行控制技术
（1）网络拓扑灵活控制技术。在安全约束条件下，考虑经济性以及设备利用率，灵活地对网络拓扑结构进行重构；基于态势感知，在多路电源切换时实现无电压暂降和短时中断的安全合环控制；以提高供电可靠性为目标，在故障和紧急状态下进行自愈拓扑控制。（2）柔性潮流控制技术。基于柔性直流控制技术，在正常运行时，以经济优质为目标，在故障和紧急状态下，以安全可靠为目标，对潮流大小和方向进行柔性控制。（3）电压暂降治理技术。针对电压敏感的重要用户和分布式电源，通过基于快速开关的快速切换技术，解决电压暂降和短时供电中断对分布式电源和敏感负荷的影响。（4）新能源接入电压控制技术。新能源接入增大了配电网电压调节难度。配合本地和全局协调的新能源接入电压控制，一方面通过对接入点所有无功电压控制环节和控制能力进行实时跟踪和实时预测，向系统预报本汇入点无功需求和无功可调节量，由系统进行全局优化；另一方面根据系统指定的电压控制值，通过线路调压器和移相器等进行本地各无功电压控制环节的联合控制，保证接入点新能源接入的电压安全。
2、保护技术
随着分布式电源大量接入，柔性直流技术、即插即用的能量路由器等技术的广泛应用，电网结构、形态和功能发生了新的变化，需要综合多项技术来实现对新型主动配电网的保护。
（1）交直流混合配电网保护技术。随着未来电网朝着开放接入、灵活可控的方向发展，直流配电网络必然成为配电网中不可缺少的一部分。针对低压直流配电网，通过直流断路器，实现故障快速隔离。针对交直流混合配电网，利用多端故障信息和差动保护原理，通过交流侧断路器，实现故障可靠隔离；基于行波故障信息和全网络精确对时技术，实现直流线路的快速精确定位。（2）自适应保护。未来配电网由于分布式电源的大量接入，系统运行方式灵活、潮流多变，保护如何适应是关键。基于本地量测的电压电流，实时获取系统的运行方式，在线调整保护定值，实现保护对系统运行方式的自适应；基于微机保护的可记忆特性，利用线性网络特点，实现保护对潮流变化的自适应；基于电力电子设备的控制特征和实时量测信息，实现交直流混合配电网保护配置的自适应。（3）网络保护.由于未来配电网拓扑结构复杂多变，设备之间的后备保护配合困难，影响整个系统的安全，网络保护将成为未来配电网后备保护的重要选择。基于高速可靠通信技术和精确时间同步技术，网络保护利用配电网全局信息，既可保护单个设备，也能保护整个配电网。基于电流差动原理等，网络保护可实现免整定和即插即用设备的保护；通过保护分区和动作配合，实现快速故障隔离和精确故障区段识别。
3、储能技术
不同储能形式在规模、功率密度、能量密度、转换效率、速率、寿命、成本、可用性、技术成熟上各有优缺，针对规模化储能系统，将不同的储能介质结合使用，通过对不同储能方式配比优化设计和功率协调控制，发挥各自优势，实现混合储能系统的高效、经济和可靠运行。分布式的电力储存，目前多为锂电池。电池成组的一致性、长期运行的均衡性等存在诸多问题。通过新型的电池成组技术、储能系统的可用容量与功率的动态评估技术、多优化目标下储能系统的充放电技术，实现系统的优化高效运行。
通过在对车辆用能的分析和用户行为规律信息开放及交互基础上，实现电动汽车即插即用及移动储能系统状态的自主评估与分析，通过车辆集群及自主智能控制，实现与新能源发电之间的相互协同增效，平抑可再生功率波动，提高新能源发电消纳和存储能力，并提高配电系统能量利用的整体效率；利用其移动储能更有自由的时空特性，提供紧急救援。
结束语
本文对交直流混合配电网的已有研究进行总结，讨论了交直流混合配电网的网架结构、优化规划方法、调度控制方法、经济性评估方案等关键技术，提出了未来交直流混合配电网规划运行关键技术可能的发展方向，期望能对未来交直流混合配电网的发展提供一些借鉴。
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