特約主編寄語

在全世界面臨能源轉(zhuǎn)型、國家提出推動能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、新能源大力發(fā)展及電力體制改革持續(xù)推進(jìn)的背景下，構(gòu)建清潔、低碳、安全、高效的現(xiàn)代能源體系已是大勢所趨?？稍偕茉匆殉蔀橥七M(jìn)能源轉(zhuǎn)型和踐行碳中和戰(zhàn)略的重要途徑，預(yù)計2050年非水可再生能源發(fā)電量將高達(dá)43.44%，其中超過半數(shù)是分布式可再生能源。這將對配電網(wǎng)的規(guī)劃與運(yùn)行帶來巨大的挑戰(zhàn)。

在電源側(cè)，風(fēng)力、光伏、光熱發(fā)電等分布式可再生能源一般通過多級變流環(huán)節(jié)并網(wǎng)，缺乏統(tǒng)一管控調(diào)度的手段，導(dǎo)致系統(tǒng)綜合能效低下。在負(fù)荷側(cè)，以數(shù)據(jù)中心、IT類負(fù)載、變頻空調(diào)及電動汽車為代表的廣義直流用能設(shè)備快速增長，其變流環(huán)節(jié)嚴(yán)重降低了系統(tǒng)能效，而負(fù)荷的無序化管理更是增加了用戶側(cè)用能成本。常規(guī)的交流配電網(wǎng)已難以滿足更廣泛交直流源荷高效接入的能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行需求。在電力電子技術(shù)和柔性配電技術(shù)快速發(fā)展的驅(qū)動下，采用交直流混聯(lián)方式可望綜合解決源荷供用電需求。一方面，交直流混合分布式系統(tǒng)具有拓?fù)潇`活、運(yùn)行模式豐富、交直流功率協(xié)調(diào)互動、適應(yīng)多種分布式能源及直流負(fù)荷的高效接入等諸多優(yōu)點(diǎn)；另一方面，通過能量管理系統(tǒng)及全控型能量變換裝置，可以解決多種分布式可再生能源并網(wǎng)的間歇性和隨機(jī)性問題，以及交直流混合系統(tǒng)多運(yùn)行模式帶來的穩(wěn)定控制問題：從而交直流混合的配用電技術(shù)成為未來非常具有競爭力的一個方向。

總的來說，近年來快速發(fā)展的可再生能源技術(shù)、電力電子技術(shù)、柔性配電技術(shù)、能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)等不斷地推動著交直流混合配用電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備、運(yùn)行控制方法和仿真分析手段的進(jìn)步，正不斷地豐富著交直流混合配用電的應(yīng)用場景，顯示出越來越有活力的發(fā)展趨勢。

在此背景下，《廣東電力》編輯部組織了“交直流混合配用電系統(tǒng)”?？?，旨在共同研討相關(guān)領(lǐng)域的新理論、新技術(shù)、新方法，共同促進(jìn)我國配電網(wǎng)的智能化和柔性化發(fā)展，我們榮幸地受邀擔(dān)任此次?？奶丶s主編。本次征稿共計征得40余篇文章，經(jīng)過嚴(yán)格審核，最終收錄16篇，內(nèi)容涵蓋了交直流混合配用電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備、控制技術(shù)、運(yùn)行策略和仿真技術(shù)等4個主要方面。

1 系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備

華南理工大學(xué)張勇軍團(tuán)隊(duì)分析了柔性互聯(lián)配電網(wǎng)相比常規(guī)配電網(wǎng)的優(yōu)勢，對配電網(wǎng)柔性互聯(lián)關(guān)鍵裝備和技術(shù)、柔性互聯(lián)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)形態(tài)與運(yùn)行控制關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了綜述，分析了多種柔性互聯(lián)裝置的基本結(jié)構(gòu)和原理，最后對當(dāng)下柔性互聯(lián)配電網(wǎng)發(fā)展關(guān)鍵問題進(jìn)行了探索。清華大學(xué)趙爭鳴團(tuán)隊(duì)介紹了碳化硅器件近些年的發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)基于碳化硅器件的中壓配電網(wǎng)電力電子裝置的潛在優(yōu)勢，介紹碳化硅器件在封裝、門極驅(qū)動、電磁干擾等方面的挑戰(zhàn)以及技術(shù)現(xiàn)狀，用實(shí)際項(xiàng)目介紹了碳化硅器件在配電網(wǎng)的應(yīng)用；另外，該團(tuán)隊(duì)從當(dāng)前電網(wǎng)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向出發(fā)，介紹了能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求與電能路由器功能，提出了集中式電能路由器的形態(tài)，并概括了其功能構(gòu)成和技術(shù)途徑，重點(diǎn)說明了電能路由器在配電網(wǎng)內(nèi)的多種場景、配電網(wǎng)間、能源互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用形式。昆明理工大學(xué)魯思兆團(tuán)隊(duì)提出一種新型的面向10 kV/20 kV混合配電網(wǎng)的五端口PET，以減少功率子模塊個數(shù)并提升PET高壓側(cè)直流電壓利用率為目標(biāo)，在實(shí)現(xiàn)將10 kV和20 kV電壓等級互聯(lián)的同時，可提供高壓和低壓直流端口，從而實(shí)現(xiàn)分布式能源的靈活接入。廣東電網(wǎng)佛山供電局范心明等介紹了柔性多狀態(tài)開關(guān)原理、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，梳理了柔性多狀態(tài)開關(guān)控制方法、運(yùn)行模式與控制方法，結(jié)合示范工程介紹了柔性多狀態(tài)開關(guān)在主動配電網(wǎng)中的主要應(yīng)用場景。

2 系統(tǒng)優(yōu)化控制技術(shù)

深圳建筑研究院郝斌團(tuán)隊(duì)從民用建筑用電場景特點(diǎn)分析和建筑節(jié)能發(fā)展趨勢入手，對直流配用電技術(shù)在民用建筑領(lǐng)域的應(yīng)用價值進(jìn)行了分析；其次結(jié)合“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃，分別從建筑直流配電和用電2個方面介紹了低壓直流技術(shù)在民用建筑應(yīng)用的特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)。廣東電網(wǎng)電科院金莉采用高頻諧波分析方法，建立了通用移相控制下3L-DAB的數(shù)學(xué)模型，并詳細(xì)分析了傳輸功率和回流功率的各奇次諧波隨多控制自由度的變化關(guān)系，在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于基波優(yōu)化的通用移相控制策略來減小變換器的回流功率。南方電網(wǎng)科研院喻松濤、許樹楷等提出無需額外充電回路的柔直功率變換單元和MMC閥段對沖試驗(yàn)電路拓?fù)洌O(shè)計采用直流補(bǔ)能電源進(jìn)行電容預(yù)充電的策略以及增設(shè)補(bǔ)能回路二極管降低電流峰值的方法，實(shí)現(xiàn)了功率變換單元和MMC閥段傳輸交直流功率能力的有效檢驗(yàn)。廣東電網(wǎng)佛山供電局黃國威等提出一種考慮多端SOP與開關(guān)動作次序協(xié)調(diào)的有源配電網(wǎng)多階段供電恢復(fù)方法，實(shí)現(xiàn)了快速供電恢復(fù)，并且在具體案例中得到了驗(yàn)證。

3 系統(tǒng)安全運(yùn)行控制技術(shù)

華南理工大學(xué)韓永霞團(tuán)隊(duì)從故障隔離措施與限流方案的配合設(shè)計方法、系統(tǒng)過電壓與絕緣配合研究方法等方面進(jìn)行了梳理分析，提出基于故障中電磁暫態(tài)過程分析的故障診斷及隔離研究，對柔性直流配電系統(tǒng)未來可能遇到的電磁暫態(tài)分析問題進(jìn)行了展望。北京四方公司王一等總結(jié)了北京四方交直流混合配電網(wǎng)控制保護(hù)技術(shù)的主要研究成果，從技術(shù)原理、應(yīng)用場景、實(shí)際案例等方面進(jìn)行較為詳細(xì)的闡述。南京工程大學(xué)張亮團(tuán)隊(duì)、江蘇電科院葛雪峰等總結(jié)了交直流混合配電網(wǎng)中直流故障限流器的性能參數(shù)要求，進(jìn)一步針對三類典型直流故障限流器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與工作原理，開展分析，重點(diǎn)討論上述不同類型直流故障限流器工作過程、性能特征以及所存在的不足。福州大學(xué)鄭峰團(tuán)隊(duì)、廣東電網(wǎng)汕頭供電局陳衛(wèi)中等提出一種新型的自激式柔性限流裝置，并研究該裝置限流與保護(hù)柔性融合的可行性，該裝置通過調(diào)節(jié)電流上升斜率還可改變限流電感的鉗位電壓，靈活控制故障回路的放電電壓，降低故障電流，防止換流站在保護(hù)動作前閉鎖，提高了保護(hù)的可靠性。

4 系統(tǒng)仿真技術(shù)

華南理工大學(xué)陳冰、湯清權(quán)從面向交直流配電電網(wǎng)的數(shù)字孿生技術(shù)需求出發(fā)，探討數(shù)字孿生在交直流配電網(wǎng)、新能源消納、運(yùn)行優(yōu)化等方面的價值，提出交直流配電網(wǎng)數(shù)字孿生系統(tǒng)的應(yīng)用架構(gòu)以及關(guān)鍵技術(shù)。廣東電網(wǎng)佛山供電局陳剛等針對VSC-MTDC輸電系統(tǒng)，提出了一種基于改進(jìn)遺傳算法的最優(yōu)無功潮流計算方法，該方法通過將交流系統(tǒng)分為普通節(jié)點(diǎn)和特殊節(jié)點(diǎn)兩類，建立了含VSC-MTDC的交直流混聯(lián)系統(tǒng)的潮流計算模型。北京四方公司王志遠(yuǎn)、廣東電網(wǎng)佛山供電局孔令生等提出了基于邊緣計算的交直流配電網(wǎng)信息物理架構(gòu)模型，介紹邊緣計算技術(shù)和交直流配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并分析交直流配電網(wǎng)中的邊緣計算架構(gòu)，探討該架構(gòu)下的數(shù)據(jù)交互機(jī)制，對交直流配網(wǎng)系統(tǒng)中的幾種典型應(yīng)用場景進(jìn)行了分析。

本次專題重點(diǎn)收集了交直流配用電系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備、系統(tǒng)優(yōu)化控制技術(shù)、系統(tǒng)安全運(yùn)行控制技術(shù)和系統(tǒng)仿真技術(shù)方面的一些最新成果，期望對我國電網(wǎng)的智能化和安全高效運(yùn)行提供有益的參考。非常感謝各位專家學(xué)者對本次專刊的大力支持，感謝《廣東電力》編輯部為本?？樌霭嫠冻龅男燎趧趧雍驼J(rèn)真細(xì)致的工作。

2020年12月15日