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2022-11-11
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基于柔性中压直流配电下能源互联网系统的研究
摘要：国家社会的现代化发展对于电力系统供电要求持续提升，因此柔性中压
直流配电系统的管理和优化建设显得尤为重要。本文首先对柔性中压直流配电系
统的设备使用需求进行了简单概述，随后在此基础上，重点分析了基于柔性中压
直流配电系统的能源互联网发展技术，旨在为关注这一领域的人士提供一些可行
性较高的参考意见，为提升我国的电力供应效率，提高供应质量等环节作出积极
贡献。
关键词：柔性中压；直流配电；能源互联网
引言：随着我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高，各界对我国电力
系统，特别是柔性中压直流配电系统对能源互联网的构建和发展等方面内容越来
越关注。在输配电领域当中，柔性中压直流配电系统的应用效果越来越突出，并
且为传统的电力系统供配电领域带来了新的发展机遇。因此，如何在此种环境下，
全面探索出柔性中压直流配电系统下的能源互联网构建方法，是相关领域工作人
员的工作重点之一。
一、柔性中压直流配电系统的设备需求
（一）模块化多电平换流设备
如图所示，模块化的多电平换流设备的具体表现形式为 MMC 拓扑结构，通
过将多个不同的电气设备进行并联，之后再与电感设备串联而成。图片中上方的
半桥性子模块结构，主要是由两个不同的二极管串联形成，当拓扑结构处于运行
状态时，内部的串联结构会确保子模块的数量恒定，此时单相导通子模块数量也
保持恒定。侧方的电平交流电压为 N+1，当单相导通的子模块数量较大时，系统
内部的电压波形呈现出正弦波形态，进而满足距离较远的供电需求[1]。
图 1 模块化多电平换流设备结构示意图
（二）柔性中压直流变压设备
传统的直流变压器设备若想提升其自身的使用效果，需要当设备电压从
±0.375kV 进入到±10kV 时才能实现。此时的电压较比原本的电压扩大了接近 30 倍，
在输出的阶段应用串联结构，在输入的阶段应用并联结构，能够有效提升柔性中
压直流当中变压设备的使用效率。通常情况下，柔性中压直流的配电变压设备主
要是通过 DAB 结构实现，具体情况如下图所示：
图 2 柔性中压直流变压设备结构示意图
根据图片可以了解到，在实际的操作环节，全桥变换器设备可以其余两个直
流电容器相互组合，共同形成形成高频隔离的变压设备。此时，变压设备能够为
电力系统的配电电路提供更为直接的辅助电感，同时将其作为电能存储到电压系
统当中。
二、基于柔性中压直流配电的能源互联网发展技术
（一）多端柔性直流控制
同其他领域的互联网功能类似，能源互联网能够通过系统结构划分的方式，
为人们提供技术分析、通信技术、能量管理等先进的供配电功能性技术。同交流
能源互联网相比，直流能源互联网采用的中压直流能够为电能分配环节，提供更
为稳定的技术和支持。因此，在进行优化设计的过程中，工作人员可以通过选择
可控性更强以及电源更多的管理方法，对系统内部的孤岛运行状态进行调控。相
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