“現(xiàn)在電壓測量為223伏，符合低壓客戶電壓供電質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，可滿足客戶日常用電。”2月5日，福建泉州供電公司組織人員來到南安市豐州鎮(zhèn)樓下村，檢查采用低壓柔性直流技術(shù)改造后的蔬菜基地臺區(qū)客戶電壓情況。
隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，泉州城市配電網(wǎng)負(fù)荷上升，部分區(qū)域負(fù)荷密集；在制茶業(yè)發(fā)達(dá)的部分農(nóng)村地區(qū)，負(fù)荷呈現(xiàn)很強(qiáng)的季節(jié)性和周期性波動特征。同時，在碳達(dá)峰、碳中和背景下，分布式光伏發(fā)電、儲能等資源迅猛增長，潮流雙向流動的不確定性提高，配電網(wǎng)運(yùn)行管控面臨新的挑戰(zhàn)。泉州供電公司通過低壓柔性直流技術(shù)構(gòu)建交直流混合配電臺區(qū)，探索解決配電網(wǎng)常見問題，促進(jìn)臺區(qū)互濟(jì)互備和新能源消納，進(jìn)一步提升配電網(wǎng)供電質(zhì)量。
交直流線路并聯(lián)
助力臺區(qū)末端低電壓治理
豐州蔬菜基地位于南安市豐州鎮(zhèn)樓下村。隨著種植規(guī)模的擴(kuò)大，當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電負(fù)荷持續(xù)增高。由于配電距離較長、導(dǎo)線線徑細(xì)，在灌溉集中時段，臺區(qū)末端負(fù)荷集中，造成低電壓。
解決配網(wǎng)臺區(qū)低電壓問題，通常會采用新增配電臺區(qū)、更換配電導(dǎo)線等方式，也可以通過增設(shè)調(diào)壓器及無功補(bǔ)償裝置應(yīng)急治理。新增、改造臺區(qū)可從根本上優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)，但是成本較高，同時也受實(shí)際環(huán)境等條件限制。而增設(shè)傳統(tǒng)調(diào)壓器及無功補(bǔ)償裝置等應(yīng)急治理方案無法從根本上解決配電距離長、供電線徑細(xì)、功率因數(shù)低導(dǎo)致的低電壓問題。對于豐州蔬菜基地來說，如果按傳統(tǒng)方式改造臺區(qū)需要花費(fèi)60多萬元，改造周期則超過1個月。
2021年11月，泉州供電公司組織技術(shù)人員及運(yùn)維人員勘查豐州蔬菜基地臺區(qū)，匯總臺區(qū)線路拓?fù)鋱D以及負(fù)荷分布等信息，試點(diǎn)應(yīng)用低壓柔性直流技術(shù)開展改造。“該臺區(qū)容量315千伏安，配電臺區(qū)變壓器容量足夠，變壓器出線側(cè)電壓穩(wěn)定，線路最大供電半徑是900米。”泉州供電公司城區(qū)供電服務(wù)中心副主任萬保忠說，“我們提出在原有低壓配電線路基礎(chǔ)上增加直流線路，交直流并聯(lián)，利用低壓柔性直流技術(shù)解決低電壓問題。”
相較于交流配電，直流配電具備輸送容量大、電能質(zhì)量高等優(yōu)勢。針對該臺區(qū)現(xiàn)狀，泉州供電公司在臺區(qū)低壓配電線路前端安裝整流設(shè)備，將交流電整流為直流電，通過直流線路輸送電能至臺區(qū)末端；在臺區(qū)末端低電壓集中點(diǎn)利用逆變設(shè)備，將直流電逆變?yōu)榻涣麟娺M(jìn)行輸出。2021年11月26日改造完成后，該臺區(qū)末端用戶側(cè)電壓從180伏提升至217伏。
目前，泉州供電公司在樓下村試點(diǎn)臺區(qū)改造的基礎(chǔ)上，在春節(jié)返鄉(xiāng)人員集中的臺區(qū)、城中村臺區(qū)等推廣應(yīng)用低壓柔性直流技術(shù)開展改造，解決部分低電壓臺區(qū)改造中存在的投資高、改造慢等問題，快速提升農(nóng)村地區(qū)配電網(wǎng)的供電質(zhì)量。
臺區(qū)柔性互濟(jì)
提升配網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力
2021年12月29日，泉州供電公司城區(qū)供電服務(wù)中心臺區(qū)經(jīng)理江劍煌和該公司柔直技術(shù)專業(yè)人員來到泉州古城老城區(qū)，檢查府文廟廣場、中山旅游街、老城金魚巷的3個臺區(qū)運(yùn)行情況。檢驗結(jié)果顯示，這些臺區(qū)負(fù)荷平衡良好，電能質(zhì)量穩(wěn)定。
“府文廟區(qū)域主要涉及6個配電臺區(qū)，其中既有輕載的廣場配電變壓器，也有為居民區(qū)供電的配電變壓器，還有負(fù)荷變化較多的沿街配電變壓器。”江劍煌介紹，這些臺區(qū)用電高峰時段不同，用電負(fù)荷處于區(qū)域密集但不均衡狀態(tài)，季節(jié)性和周期性較為明顯。
針對府文廟區(qū)域供電特點(diǎn)，泉州供電公司技術(shù)人員提出，如果能讓這些不同負(fù)荷特征的相鄰臺區(qū)互動起來，在某個臺區(qū)用電高峰時，由其他處于非用電高峰時段的臺區(qū)提供支援，既能節(jié)約增容布點(diǎn)投資，又能夠避免停電改造。
沿著這個思路，泉州供電公司依托低壓柔性直流技術(shù)提出低壓臺區(qū)柔性互濟(jì)方案，針對6個臺區(qū)的負(fù)荷特性差異，在臺區(qū)線路的合適節(jié)點(diǎn)加裝柔性互濟(jì)設(shè)備，敷設(shè)直流專用線路，靈活調(diào)節(jié)電流的流向和流量，實(shí)現(xiàn)鄰近臺區(qū)間電力交換、互濟(jì)互備。
目前，府文廟多樣性負(fù)荷臺區(qū)柔性互濟(jì)技術(shù)試點(diǎn)還未完工，全部建設(shè)完成后，將實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)居民客戶電壓合格率100%，0.4千伏客戶不受上級10千伏線路停電影響。這種方式適應(yīng)負(fù)荷多樣化發(fā)展趨勢，整體提升配網(wǎng)的靈活調(diào)節(jié)能力和負(fù)荷承載能力，既保障了居民、商圈、景點(diǎn)的可靠供電，還能支撐充電樁多點(diǎn)分布安裝。
源網(wǎng)荷儲統(tǒng)一管控
服務(wù)新能源消納
針對大規(guī)模分布式光伏接入易造成電網(wǎng)波動等問題，泉州供電公司推出基于低壓柔直技術(shù)的解決方案，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集中儲能及分布式光伏發(fā)電電力集中消納。
該方案配置儲能，通過交直流混配柔直技術(shù)、臺區(qū)智能融合終端及寬帶電力線載波（HPLC）模塊，做到臺區(qū)全設(shè)備可觀可測可控，協(xié)同控制和統(tǒng)一管理光伏發(fā)電設(shè)備、充電樁、儲能等直流負(fù)荷，對不同臺區(qū)內(nèi)的可調(diào)節(jié)源、網(wǎng)、荷、儲資源進(jìn)行并網(wǎng)、離網(wǎng)統(tǒng)一管控，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)“自平衡、自調(diào)節(jié)、自管理”。
2021年10月，泉州供電公司選取石獅市永安鎮(zhèn)沙堤村等三個高比例分布式光伏接入的區(qū)域，試點(diǎn)開展微電網(wǎng)示范建設(shè)，探索增量分布式電源、儲能裝置就近接入解決方案。
截至2021年年底，示范建設(shè)試點(diǎn)之一的沙堤村已有171戶居民利用自家屋頂建設(shè)分布式光伏，總?cè)萘?24.8千瓦。該村14號公用變壓器與11號、13號公用變壓器的負(fù)荷曲線在時間上存在互補(bǔ)特性。此前，每天8時至18時光伏發(fā)電出力較大的時段，分布式光伏接入較多的11號、13號公用變壓器最高向10千伏線路倒送134千瓦、160千瓦； 其間，14號公用變壓器最大負(fù)荷為144千瓦。通過直流互聯(lián)微電網(wǎng)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對分布式光伏進(jìn)行智能投切，11號、13號公用變壓器臺區(qū)的光伏發(fā)電出力可就地為14號臺區(qū)供電，剩余電量由儲能系統(tǒng)儲存，在提高新能源消納率的同時降低光伏出力變化對電網(wǎng)的影響。
這三臺公用變壓器容量均為630千伏安，但14號變壓器2021年的最大負(fù)載率為83.17%，負(fù)載較重；11號、13號公用變壓器2021年的最大負(fù)載率分別為28.57%、28.1%，均為較輕載配電變壓器。通過直流互聯(lián)，11號、13號公用變壓器可轉(zhuǎn)供14號公用變壓器部分負(fù)荷，均衡了變壓器負(fù)載率，提高了供電可靠性。
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