“現在電壓測量為223伏，符合低壓客戶電壓供電質量標準，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樓下村，檢查采用低壓柔性直流技術改造后的蔬菜基地臺區客戶電壓情況。
隨著經濟社會的快速發展，泉州城市配電網負荷上升，部分區域負荷密集；在制茶業發達的部分農村地區，負荷呈現很強的季節性和周期性波動特征。同時，在碳達峰、碳中和背景下，分布式光伏發電、儲能等資源迅猛增長，潮流雙向流動的不確定性提高，配電網運行管控面臨新的挑戰。泉州供電公司通過低壓柔性直流技術構建交直流混合配電臺區，探索解決配電網常見問題，促進臺區互濟互備和新能源消納，進一步提升配電網供電質量。
交直流線路并聯
助力臺區末端低電壓治理
豐州蔬菜基地位于南安市豐州鎮樓下村。隨著種植規模的擴大，當地農業生產用電負荷持續增高。由于配電距離較長、導線線徑細，在灌溉集中時段，臺區末端負荷集中，造成低電壓。
解決配網臺區低電壓問題，通常會采用新增配電臺區、更換配電導線等方式，也可以通過增設調壓器及無功補償裝置應急治理。新增、改造臺區可從根本上優化配網結構，但是成本較高，同時也受實際環境等條件限制。而增設傳統調壓器及無功補償裝置等應急治理方案無法從根本上解決配電距離長、供電線徑細、功率因數低導致的低電壓問題。對于豐州蔬菜基地來說，如果按傳統方式改造臺區需要花費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人員及運維人員勘查豐州蔬菜基地臺區，匯總臺區線路拓撲圖以及負荷分布等信息，試點應用低壓柔性直流技術開展改造。“該臺區容量315千伏安，配電臺區變壓器容量足夠，變壓器出線側電壓穩定，線路最大供電半徑是900米。”泉州供電公司城區供電服務中心副主任萬保忠說，“我們提出在原有低壓配電線路基礎上增加直流線路，交直流并聯，利用低壓柔性直流技術解決低電壓問題。”
相較于交流配電，直流配電具備輸送容量大、電能質量高等優勢。針對該臺區現狀，泉州供電公司在臺區低壓配電線路前端安裝整流設備，將交流電整流為直流電，通過直流線路輸送電能至臺區末端；在臺區末端低電壓集中點利用逆變設備，將直流電逆變為交流電進行輸出。2021年11月26日改造完成后，該臺區末端用戶側電壓從180伏提升至217伏。
目前，泉州供電公司在樓下村試點臺區改造的基礎上，在春節返鄉人員集中的臺區、城中村臺區等推廣應用低壓柔性直流技術開展改造，解決部分低電壓臺區改造中存在的投資高、改造慢等問題，快速提升農村地區配電網的供電質量。
臺區柔性互濟
提升配網靈活調節能力
2021年12月29日，泉州供電公司城區供電服務中心臺區經理江劍煌和該公司柔直技術專業人員來到泉州古城老城區，檢查府文廟廣場、中山旅游街、老城金魚巷的3個臺區運行情況。檢驗結果顯示，這些臺區負荷平衡良好，電能質量穩定。
“府文廟區域主要涉及6個配電臺區，其中既有輕載的廣場配電變壓器，也有為居民區供電的配電變壓器，還有負荷變化較多的沿街配電變壓器。”江劍煌介紹，這些臺區用電高峰時段不同，用電負荷處于區域密集但不均衡狀態，季節性和周期性較為明顯。
針對府文廟區域供電特點，泉州供電公司技術人員提出，如果能讓這些不同負荷特征的相鄰臺區互動起來，在某個臺區用電高峰時，由其他處于非用電高峰時段的臺區提供支援，既能節約增容布點投資，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提出低壓臺區柔性互濟方案，針對6個臺區的負荷特性差異，在臺區線路的合適節點加裝柔性互濟設備，敷設直流專用線路，靈活調節電流的流向和流量，實現鄰近臺區間電力交換、互濟互備。
目前，府文廟多樣性負荷臺區柔性互濟技術試點還未完工，全部建設完成后，將實現區域內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。這種方式適應負荷多樣化發展趨勢，整體提升配網的靈活調節能力和負荷承載能力，既保障了居民、商圈、景點的可靠供電，還能支撐充電樁多點分布安裝。
源網荷儲統一管控
服務新能源消納
針對大規模分布式光伏接入易造成電網波動等問題，泉州供電公司推出基于低壓柔直技術的解決方案，實現系統集中儲能及分布式光伏發電電力集中消納。
該方案配置儲能，通過交直流混配柔直技術、臺區智能融合終端及寬帶電力線載波（HPLC）模塊，做到臺區全設備可觀可測可控，協同控制和統一管理光伏發電設備、充電樁、儲能等直流負荷，對不同臺區內的可調節源、網、荷、儲資源進行并網、離網統一管控，實現微電網“自平衡、自調節、自管理”。
2021年10月，泉州供電公司選取石獅市永安鎮沙堤村等三個高比例分布式光伏接入的區域，試點開展微電網示范建設，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，示范建設試點之一的沙堤村已有171戶居民利用自家屋頂建設分布式光伏，總容量724.8千瓦。該村14號公用變壓器與11號、13號公用變壓器的負荷曲線在時間上存在互補特性。此前，每天8時至18時光伏發電出力較大的時段，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荷為144千瓦。通過直流互聯微電網，利用物聯網技術對分布式光伏進行智能投切，11號、13號公用變壓器臺區的光伏發電出力可就地為14號臺區供電，剩余電量由儲能系統儲存，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年的最大負載率為83.17%，負載較重；11號、13號公用變壓器2021年的最大負載率分別為28.57%、28.1%，均為較輕載配電變壓器。通過直流互聯，11號、13號公用變壓器可轉供14號公用變壓器部分負荷，均衡了變壓器負載率，提高了供電可靠性。
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