解读国网江苏电科院PPT：柔性互联技术的思考与实践

传统配网为何需要柔性互联

分布式能源和电动汽车规模化接入配网，带来了功率潮汐性波动和源荷时空特性不匹配的问题。现有配电网采用“闭环设计、开环运行”的辐射状网架，面对新能源高效消纳和潮流灵活控制等需求时明显吃力。

柔性互联装置是一种取代传统联络开关的智能电力电子设备，具备功率灵活调节、故障快速阻断等多种功能，可实现配电网柔性闭环运行。它已成为推动传统配电网向交直流柔性互联形态演进的重要装备。

发展历程：从导线连接到故障阻断型

柔性互联经历了开关连接、对管连接、可控移相器型、传统变压器串联型与多模块并联型柔性互联等多个阶段，最终向故障阻断串联型、高耐压单模块并联型形态发展。早期导线连接无法潮流控制、无法调压，合环有冲击；可控移相器可无冲击合环但无故障阻断能力；传统串联型和并联型则存在模块多、体积大、需隔离、效率低等问题。

传统串联型不具备故障阻断功能，通过引入主支路串联阀模块实现故障阻断。并联型则具备完备的潮流控制、故障穿越等功能，适用于不同分区互联场景。

电网侧与用户侧的适用场景

柔性互联技术在电网侧具有轻重载功率互济、跨分区供电、电能质量治理、供电能力提升等应用场景；在用户侧则有园区光伏内部消纳、用户需量电费优化、超充站容量互济、数据中心容量互济等场景。

在江苏电科院中心实验楼的案例中，1#配变日平均负载率70%、峰值达80%，而距其400米的一台轻载台变日平均负载率不足10%。通过建设低压柔性互联装置，将实验楼日平均负载率控制在60%，提高了台区能效和供电可靠性。

用户侧降本增效的实际效果

企业电费主要由电量电费、基本电费及力调电费组成，需量基本电费约占电费的30%左右，由变压器的尖峰负荷决定。柔性互联装置通过互联调控，可有效降低每路电源点的最大需量，使企业基本电费降低30%左右。

某企业两路专变最大需量分别为1200kW和800kW，需量之和2000kW，月基本需量电费约10.24万元。尖峰时刻分别发生在夜间光伏无出力时段和阴天光伏出力不足时段，通过柔性互联优化用户需量降低450kW，月基本需量电费可降至7.94万元。

非隔离柔性互联的关键技术攻关

现有柔性互联装备多配置隔离变压器，效率低、体积大、成本高。取消隔离变是重要研究方向，但去除后共模分量显著增加，故障零序易传播，会引发保护误动、通信干扰、设备过热等问题。

PWM开关调制引起的瞬时三相电压之和不等于零，是产生高频共模分量的主要原因；三相不对称、接地故障是产生工频共模分量的主要原因。针对这些问题，材料提出了工频共模分量通过控制工频环流为零进行抑制，高频共模分量通过调制策略和重构传导路径抑制的技术思路，包括单端低共模调制、多端协同调制相消，以及共模路径阻断和疏导两类路径重构方案。

中压互联与工程实践

串联型柔性互联装置适用于同一片区互联场景，构建串联型全电压故障阻断拓扑，提出串联补能模块和阻断单元混联结构减少模块数量，提升功率密度和效率。其运行功率为△U×I，换流阀补能容量小、成本低；系统侧发生故障时，装置以限流或者闭锁的方式实现故障隔离。

扬中绿色能源岛柔性互联示范工程涵盖轻重载功率互济、负荷可靠供电、交直流微电网等典型场景，示范应用高效高功率密度中低压柔性互联系列装备。目前已完成低压互联场景建设，整体工程预计在今年10月份建成。其中，联合中科院电工所研制的非隔离抱杆式柔性互联已在扬中市秋灯村应用，构建交直流光储充微网。

未来方向：碳化硅器件与智慧配网

未来技术攻关方向之一是国产化高压碳化硅器件。联合西安交通大学、五十五所，攻关行业内最高电压等级的15kV高压SiC MOSFET国产化、工程化卡脖子难题，突破高压器件绝缘优化设计、高dv/dt共模电磁干扰、多芯片并联均流等难题。

从效率对比看，传统工频变压器效率约90%至94%，而固态变压器效率可达98%以上，功率密度也有明显提升。

这组数据集中展示了柔性互联在电网侧和用户侧的量化效果。电网侧方面，实验楼配变互联前日均负载率70%、峰值80%，互联后日均控制在60%，而轻载台变原本日平均负载率不足10%，两者形成鲜明对比。 用户侧方面，需量基本电费约占企业电费30%，某企业两路专变需量之和2000kW，月基本需量电费约10.24万元。通过柔性互联优化，需量降低450kW，月基本需量电费降至7.94万元。基本电费降幅约22.5%，对于用电大户而言，这是一笔可观的年度成本节约。

这组数据展示了跨分区互联场景中四条10kV线路的平均负载率。125富荣线负载率最高达86.8%，接近重载水平；124彭华线64.6%也偏高；而241灵欣线33.2%和214郁金线31.3%则相对轻载。 线路之间负载率差异明显，通过柔性互联装置进行跨分区线路互联，可以实现负荷的不停电转供。串联型适用于同一片区下双侧电源幅值、相位差较小的场景，并联型适用于不同分区互联，具备完备的潮流控制、故障穿越等功能。

香港电灯有限公司的案例展示了柔性互联在供电能力提升方面的效果。地面配电房与72楼配电房相距200米，原交流供电方案采用4根240mm²低压交流联络线，容量为3×220V×500=330kW。 通过柔性互联将原有AC380V改为DC+400V直流传输，采用2根800V直流联络线，容量为800V×500A×2=800kW。转供能力提升2倍以上，在同样200米距离下，直流方案用更少的线缆实现了更大的供电容量，为高层建筑配电提供了新思路。