12月26日，張北柔性變電站及配電網(wǎng)" target="_blank">交直流配電網(wǎng)科技示范工程完成全部試驗和試運行考驗，標志著世界首個基于柔性變電站的交直流配電網(wǎng)正式投入商業(yè)運行。
自2016年以來，立足于探索未來配電網(wǎng)的發(fā)展形態(tài)，服務于張家口可再生能源示范區(qū)建設，著眼于高端產(chǎn)業(yè)的高品質(zhì)電力需求，在國家電網(wǎng)有限公司組織下，國網(wǎng)冀北電力協(xié)同全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院、南瑞集團中電普瑞科技等單位，與阿里巴巴集團、億利集團緊密合作，發(fā)揚首創(chuàng)、原創(chuàng)精神，以配電網(wǎng)技術創(chuàng)新引領“源-網(wǎng)-荷”協(xié)調(diào)發(fā)展，建成張北柔性變電站及交直流配電網(wǎng)科技示范工程，在理念上、技術上、效益上提供了豐富、廣泛的示范價值。
該工程是交直流高度融合、多電壓等級協(xié)調(diào)互動、高度智能化的配用電網(wǎng)絡，是未來配電網(wǎng)的雛形。具有四個方面的鮮明特色：
01“技術原創(chuàng)”：開創(chuàng)技術引領發(fā)展的新方向
示范工程原創(chuàng)性地提出了融多種功能于一體的柔性變電站概念，賦予了變電站全新的功能形態(tài)，推動了變電站關鍵設備由“多種設備組合”向“單一設備集成”方向發(fā)展，有效減少配電網(wǎng)設備的種類和數(shù)量。示范工程首創(chuàng)的電力電子變壓器取得了5大技術突破，實現(xiàn)了多端口一體化變壓變換、直流故障隔離、端口間能量雙向互濟、交直流負荷高可靠供電4大功能，較現(xiàn)有技術能量密度提升200%，大幅降低了設備成本和占地。
02“柔性自愈”：打造配電網(wǎng)發(fā)展的新形態(tài)
示范工程對未來配電網(wǎng)發(fā)展形態(tài)進行了大膽嘗試，提出了基于柔性變電站的交直流配電網(wǎng)新理念，構建了成套設計的框架體系，設計了多種交直流配電網(wǎng)組網(wǎng)模式。示范工程發(fā)展完善了交直流配電網(wǎng)理論，攻克了“源-網(wǎng)-荷”協(xié)調(diào)優(yōu)化控制和直流快速保護技術難題，實現(xiàn)了功率潮流的靈活調(diào)控、故障限流與自愈。示范工程將阿里巴巴集團數(shù)據(jù)中心和億利集團光伏扶貧電站連接，組成包含“源-網(wǎng)-荷”元素的交直流配電網(wǎng)，首次實現(xiàn)了智能電網(wǎng)與云計算產(chǎn)業(yè)的深度結合，勾勒了未來電網(wǎng)發(fā)展的新形態(tài)。
03“靈活開放”：開啟高品質(zhì)電力供給的新模式
柔性變電站的核心設備電力電子變壓器具有4個交直流端口，在配電網(wǎng)中相當于“縱橫交錯江河中的碼頭”。在低壓側能夠提供直流750伏（含240伏）、交流380伏等3種靈活的供電方式，可實現(xiàn)多種能源、多元負荷和儲能的即插即用和靈活接入，豐富了用戶對電能供應的自主選擇權。引入張北縣德勝村2.5兆瓦光伏扶貧發(fā)電，滿足了阿里巴巴集團數(shù)據(jù)中心綠色用能需求。示范工程打造了靈活開放的能源互聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)了發(fā)電、電網(wǎng)、用戶等多利益主體的共贏，開啟了高品質(zhì)電力供給的新模式。
04“智能高效”：彰顯電力技術突破升級的新成效
示范工程的技術創(chuàng)新推動了“源-網(wǎng)-荷”協(xié)調(diào)發(fā)展，為發(fā)電、電網(wǎng)、用戶帶來了實實在在的效益。先進的電網(wǎng)調(diào)度控制技術，讓配電網(wǎng)更加智能，能夠?qū)崿F(xiàn)“源-網(wǎng)-荷”間的能量互補調(diào)劑。讓光伏發(fā)電既能優(yōu)先在數(shù)據(jù)中心就地消納，又能在發(fā)電富余時保證全額上網(wǎng)消納，同時保證數(shù)據(jù)中心不間斷的高可靠供電。領先的電子電力技術，讓電力系統(tǒng)更加高效。根據(jù)初步測算，光伏發(fā)電采用直流升壓，提高了光伏系統(tǒng)效率約2%，每年可以為德勝村新增約7萬元發(fā)電收入。數(shù)據(jù)服務器采用直流供電，可以節(jié)省數(shù)據(jù)中心設備投資約1%（每1萬臺服務器節(jié)省投資約60萬元），降低數(shù)據(jù)中心能耗約10%-20%。
據(jù)了解，示范工程相關技術已被張家口冬奧專區(qū)等地采用，正在開展示范項目的前期工作，其成果必將有力推進我國配電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)技術的創(chuàng)新發(fā)展。
更多一點
張北柔性變電站及交直流配電網(wǎng)科技示范工程于2017年10月開工。建設10千伏光伏直流升壓站一座，接入張北縣德勝村億利集團光伏扶貧電站2.5兆瓦光伏發(fā)電，實現(xiàn)兆瓦級光伏發(fā)電直流升壓并網(wǎng)，減少了變換環(huán)節(jié)，降低了變換損耗。建設10千伏柔性變電站一座，其核心的5兆瓦多功能電力電子變壓器包含10千伏、380伏2個交流端口和±10千伏、750伏2個直流端口，以此形成包含“源-網(wǎng)-荷”元素的柔性交直流配電網(wǎng)，為阿里巴巴集團小二臺數(shù)據(jù)中心的交直流負荷提供3種靈活的供電方式，滿足其高可靠供電、綠色用能和直流供電的新需求，節(jié)省了數(shù)據(jù)中心設備投資，有效降低了數(shù)據(jù)中心能耗。2018年1月，柔性變電站和光伏升壓站建成，并帶電并網(wǎng)。8月，示范工程順利通過168小時試運行。12月，示范工程完成電能質(zhì)量測試等全部試驗，經(jīng)受5個月的不同運行工況考驗，為阿里巴巴數(shù)據(jù)中心平穩(wěn)運行發(fā)揮了重要作用。