本文轉自【科技日報】；
“智慧能源小鎮使用了新系統後，供電可靠性達到99.999%以上，用户年均停電損失減少40萬元，實現配電網分佈式能源消納100%，真正實現了‘零停電、無感知’。”國網天津城東公司綜合能源技術專責楊國朝對科技日報記者説。
3月16日，天津宣佈在國內率先建成北辰區大張莊“產城集約型”智慧能源小鎮，楊國朝所説的新系統——國際首台“五交三直”八端口柔性多狀態開關為樞紐的交直流互聯繫統也隨之亮相。
此項由國網天津電力聯合科研機構研發的成果，猶如搭建了一架“智能電力立交橋”，實現了能量的多向流動和功率的主動控制，不僅改變了電力潮流自然分佈的特性，還實現了資源優化配置，提升了用能效率和供電可靠性，加快形成了綠色生產和消費方式，有利於“碳達峯、碳中和”目標的實現。
創新使用多端口柔性多狀態開關
作為大張莊智慧能源小鎮的項目之一，直流智能樓宇是國內配用電場景最齊全的直流樓宇。柔性多狀態開關站預留的直流接口，為直流樓宇的5個場景及電梯、空調、顯示大屏等22種直流用電設備，提供着源源不斷的綠色電源，構建了源網荷儲的樓宇全直流微網。
“直流樓宇的樓頂鋪設了132塊光伏板，總面積約600平方米，在日照充足的情況下，每天可發電120度，可供普通的智能手機充電5000餘次，可提供普通居民家庭12天的生活用電。與傳統電能通過交流傳輸轉化不同，直流大樓所發的電力，可通過直流傳輸直接用於大樓內部用能，降低了交直流轉換的能源損耗。”楊國朝介紹。
“在這張交直流混合配電網效果圖上，可以清晰看到，高端製造園區和國內首座純直流供用電樓宇，都是以這台高可靠、高性能、高度緊湊化的多端口柔性多狀態開關為核心設備。”國網天津城東公司運檢部配電運檢室數據技術範朕寧，向記者展示了多端口柔性多狀態開關係統的創新技術與模式。
“我們採用電力電子裝備、多電壓自適應變換、潮流控制精度和故障模式快速切換等關鍵技術，構建了交直流互聯繫統，大幅提升柔性狀態開關在極限電壓電流應力下的可靠水平。”範朕寧介紹，柔性多狀態開關站無人值守，可由配網自動化系統直接調度管理，站內相關配電數據、監控自動化信息及視頻監控信息自動上傳至配電自動化監控系統，並與遠端數據傳輸設備信息資源共享，完成對全站設備監控。站內的一舉一動都逃不過智慧能源管理平台的“慧眼”。
追求極致安全讓用電更可靠
在專業的講述中，記者做了一下對比，傳統交流配電網採用閉環設計、開環的運行方式，開關僅能實現簡單的狀態轉換，無法為潮流控制、電壓調節、閉環運行等提供有效技術支持。很大程度地降低了配電網的靈活性，制約了供電可靠性的提升。
而國網天津電力結合多元負荷、儲能、光伏、充電樁，構建柔性交直流混合配電網，提出了多端柔性多狀態開關裝置代替傳統配電網中的饋線聯絡開關，可根據控制指令，實時調整相連饋線間的功率流動，從而改變整個配電網系統的潮流分佈。
為追求極致安全，國網天津電力還提出了交直流混合配電網優化運行和自愈控制方式。構建柔性多狀態開關與光纖縱差保護系統協同保護控制方案，就地實現配電網故障的快速定位、隔離以及非故障區域的快速轉供，避免了開關頻繁變位造成的安全隱患，提高了配網控制的靈活性和快速性，使用户時時享受“零停電、無感知”優質服務，實現了能源科技服務社會的最大效益。
目前，北辰區大張莊智慧能源小鎮交直流混合配電網已投入試運行，涉及4條線路，接入14個用户，22個配電台區，自試運行以來未發生故障，運行狀況良好，提高了園區供電的可靠性以及電能質量，有效解決了線路負荷分佈不均的問題。
在北辰區大張莊智慧能源小鎮的萬河道變電站內，記者看到，“五交三直”八端口柔性多狀態開關，就像“智能電力立交橋”一樣，靈活調節着電流流向和流速，實現電力潮流的主動控制和故障的毫秒級隔離。未來，它還將接納更多的風電、光伏等清潔能源，在平穩、可靠的持續向用户輸送高品質電力的同時，進一步降低用户用能成本。