項目概況

1.1 試點情況簡介

圖1?某超充站衛星圖

試點充電站由10kV配電線路通過2臺630kVA變壓器給充電樁供電。其中一臺變壓器（#1變壓器）下帶充電樁為10臺60kW直流樁和20臺7kW交流樁，主要給家用小汽車充電。另一臺變壓器（#2變壓器）下帶有5臺120kW直流樁，主要給卡車充電。兩臺變壓器供電負荷的負荷曲線未被觀測記錄。根據現場調研，#1變壓器為小汽車充電樁，上有車棚，使用頻率較高，#2變壓器為卡車充電樁，使用頻率較低。

結合現實情況與實際需求，本試點可進行以下方面改造：1）信息化升級：在變壓器箱變就近加裝信息化終端，變壓器進出線開關更換成物聯網開關，對變壓器和各開關狀態及電參數進行采集，并上傳到云平臺，實現遠程監測；2）柔性互聯：加裝柔性互聯裝置，將2臺變壓器進行柔性互聯，實現功率轉移，降低供電損耗，提高帶載能力，實現負載轉供，提高檢修狀態下供電保障能力；3）增加分布式光伏和儲能：將現有車棚改造成光伏車棚，并增加儲能，平抑充電樁負荷對配電網沖擊，提升分布式光伏就地消納能力。

1.2 技術路線

本項目通過構建柔性互聯的配電系統，應對大功率充電樁的沖擊性，提升現有當地接納電動汽車負荷的能力；采用柔性互聯技術，提升保供電的可靠性。配網柔性互聯裝置可解決配電變壓器容量資源與負荷分布不匹配的問題，同時可配合安裝分布式新能源，提升電動汽車負荷的接入能力和應急支撐能力，實現動態增容和潮流優化調度，提高配電系統運行經濟性和可靠性。

基于電力電子技術的柔性互聯裝置可將多條饋線間的合環運行，實現多條饋線間的靈活潮流控制，達到均衡負載、優化電網供電能力，提高配電網可靠性和設備利用率的作用。同時還可提供一定動態無功支撐能力，改善電能質量。

2 柔性互聯裝置設計方案

2.1 電網系統設計方案

圖2?電網系統設計方案示意圖

本試點項目的設計方案如圖2所示，擴建內容及分為：

（1）柔性互聯裝置。設備的主要配置為：300kVA 2交流端口+1直流端口，直流端口帶有DC/DC變流器，其中150kW DC/DC用于與儲能相連，2路75kW用于與車棚光伏相連。能量管理系統（EMS）通過#1變和#2變的實時運行情況進行優化控制方案計算，并通過控制光伏功率及兩臺變流器的傳輸功率，實現兩臺變壓器的負載均衡或故障下負荷轉供的功能。

（2）車棚光儲設備。設備光伏的功率參數為150kWp，儲能的功率參數為450kWh。兩者受柔性互聯裝置內置的EMS控制，并通過其直流端口對兩處充電樁進行功率支撐。此外，光伏板安裝在車棚頂空間不占用任何地面面積，使空間得到充分利用。

（3）通訊設備。由信息化終端和云平臺構成。信息終端負責監控改造后系統的運行狀態，收集必要的運行數據上傳至云平臺和上級調度系統。收集的數據包括設備狀態參數和電氣參數。通訊設備的監測對象主要包括兩臺變壓器、柔性互聯裝置、光儲設備。

2.2 控制系統方案功能

（1）系統架構

系統架構為云主站、融合終端、終端設備三層。

云主站層部署柔性互聯模塊，主要對安裝柔性互聯設備的配電臺區進行數據監視；

融合終端層部署柔性互聯APP，負責本配電臺區內電壓、電流、功率、開關狀態等配變信息采集以及對柔性互聯設備等進行監視與控制，與相鄰臺區融合終端通過光纖進行信息交互，實現低壓直流柔性互聯的各控制策略的站控層控制，對上與云主站通訊；終端設備層部署柔性互聯設備，由低壓交直流柔性接口設備、就地協調控制裝置、直流配電端口（按照需要選配）等設備組成，實現臺區間柔性互聯設備的數據采集、就地控制功能，執行功率與運方控制指令，實現保護故障定位與隔離、同期合閘等快速控制能力。

系統架構圖如下：

（2）通訊組網

本項目通過在配電臺區新建智能融合終端，以融合終端為基礎，開發并擴展低壓臺區柔性互聯相關APP，通過融合終端實現本臺區電壓、電流、功率等配變信息管理，并計算臺區負載率、正序電流、負序電流、零序電流等信息。融合終端中擴展柔性互聯APP，也可實現合環系統重載轉供、負載均衡、電能質量治理、源網荷協同、中壓優化調度支撐等場景下的協調控制。

供電公司配電房 融合終端采集就地協調控制裝置信息。就地協調控制器與各端口開關、柔性互聯裝置之間采用RS485通訊方式或控制電纜直接采集。融合終端具備主從控制能力，能夠設置其中一臺融合終端為主控單元，其他臺區融合終端為從控單元。融合終端之間通過光纖通信，主融合終端接收從融合終端的臺區運行信息。融合終端采用無線公網接入配電自動化主站。

2.3 系統功能

某超充站柔性互聯裝置試點方案的主要功能包括重載轉供（負載均衡）、失電支援、故障隔離、平抑負荷波動等功能。

（1）重載轉供（負載均衡）：通過獲取兩臺配電變壓器的負載率，當配電變壓器發生過載、負載率嚴重不平衡或上級調度下發控制指令等情況時，能夠計算變壓器過載情況、剩余配電變壓器可用容量和低壓交直流柔性接口設備可用容量，完成配變間轉供功率計算和控制，實現配電變壓器間的功率互濟和配變過載治理，提供穩定運行保障。

（2）失電支援：當柔性互聯系統中某一個配電變壓器的上級交流系統發生故障導致其負荷失電后，通過柔性互聯裝置向失電負荷提供功率支撐，最大化支撐故障影響的負荷連續供電。

（3）故障隔離：當一側端口的交流電網發生故障，不影響其他端口的正常運行。當發生直流端口母線故障，能夠及時隔離故障并不影響上級交流電源。當發生直流饋線故障，能夠快速完成故障定位、隔離并恢復直流側運行。

（4）平抑負荷波動 源荷轉供：將柔性互聯裝置連接的光儲系統進行協調控制，平抑集中充用電帶來的尖峰，動態支撐分布式能源和充電樁負荷接入和就地消納。

3 預期成效

在配電變壓器不擴容的情況下最大化綜合利用柔性互聯裝置所連接配電變壓器的剩余容量，合理不同時刻下分配各個配電變壓器的未利用容量，實現多配電變壓器間功率動態的柔性調控與容量互補，有效的解決目前配電網調峰困難、擴容效益低等痛點，提升配電網的經濟效益。