我国能源互联网关键装备获新突破：交直流混合10kV/1MW电能路由器研制成功
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联合主办
中国电工技术学会
北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室
联合承办
中国电工技术学会轨道交通电气设备技术专委会
国家高速列车技术创新中心
《电气技术》杂志社
会议日期/地点
2019年10月25-27日/山东青岛
随着分布式能源系统和智能配电网的发展，可再生能源发电装置、储能设备及各种类型的电能负载大量接入，传统的电力系统设备已经无法满足供电形式多样化、能量多向流动以及功率流主动调控等要求，无法适应未来电力市场化的需要。而基于电力电子变换技术的电能路由器，可为新能源发电装置和小规模类型负载提供灵活多样的接口电气形式，从而实现能量的多向流动能力及对功率流的主动控制。
近日，由清华大学电机系与无锡清盛电力电子有限公司联合研制的具有完全自主知识产权、适用于可再生能源系统的交直流混合多端口10kV/1MW电能路由器，成功通过场内型式试验和第三方测试认证机构的相关测试，各项技术性能满足合同和相关技术标准，综合技术指标全面达到国际先进水平。目前，第一台交直流混合10kV/1MW电能路由器已经发往广东东莞示范工程现场。
该电能路由器由以电能功率变换模块为主的电气物理层，以通信模块、中央控制器和管理与应用模块等为主的电气信息层构成，具有AC10kV、DC10kV、DC±375V和AC380V四个双向端口，各个端口额定容量均可达到1MW，四个端口两两隔离，相互独立运行。
在接入了分布式电源的配电系统中，不同的分布式电源、同一分布式电源在不同时刻具有多种不同供电能力和供电电能质量。同时，负荷侧电力用户的各种负载对电源的供电能力及电能质量的需求也不尽相同。如何实现电源与负载的匹配运行，建立一个电源与负载协调运行的电力网络控制系统势在必行。
分布式可再生电源主要分布在配电网用户附近，这不仅可以减少一次性能源的利用，而且还可以减少电能传输时电力线上的电能损耗。电能路由器作为主动配电网的电能接入装置，其最基本的任务就是管理接入电源和负荷、寻求最优路径。电能路由器的接口应即插即用且具备双向性，同时具备实时通信及用户电能消耗查询等功能，可以在保证电能质量的前提下，灵活地管理区域电网内部及整个配电网中的动态电能。
电能路由器的应用将改变传统电网结构，特别是其组网结构。电能路由器已经成为能源互联网的核心节点和纽带，可以实现能源互联网、智能微网、分布式能源信息流和电能流的高度融合。
由清华大学电机系和无锡清盛电力电子有限公司联合研制的电能路由器是能源互联网建设物理层面的关键设备，具有多端口、多级联、多流向和多形态的特点，以实现可靠、高效、经济、智能的电能变换及其有序管理，可广泛应用于新能源发电、储能充放电、电动汽车有序充电以及交直流混合微电网等相关领域。因此，该设备的成功研发及进一步的产业化，将有助于加快推动我国能源互联网的发展。
据悉，早在2015年，无锡清盛电力电子有限公司就与清华大学电机系开启了战略合作，对电能路由器开始了研究与设计，2018年完成了低压四端口50kVA电能路由器的研制，建立了包括设计研发、生产制作、试验调试、技术标准等在内的具有完全自主知识产权的能源互联网关键设备研发技术体系。当前10kV/1MW高压电能路由器的成功研制，实现了这一技术体系的全面升级，为提升我国能源互联网重大关键装备整体水平迈出了重要一步。（编辑：刘星）
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《电工技术学报》：010-63256949/6981