El crecimiento explosivo de la energía fotovoltaica distribuida (residencial + comercial e industrial) ha planteado tres nuevos desafíos a las redes de distribución: la sobrecarga inversa en las áreas de subestaciones, las violaciones de los límites de tensión y las dificultades para la integración de energías renovables.
La estructura rígida de la red de distribución tradicional de "un área de subestación, un transformador" no puede lograr el apoyo mutuo de potencia entre las áreas de subestaciones, lo que resulta en la coexistencia del recorte de energía solar y la sobrecarga de los transformadores.

| Punto crítico | Manifestación | Causa raíz física |
|---|---|---|
| Dificultad de integración | Recorte de energía solar en áreas de subestaciones con alta penetración fotovoltaica | Ausencia de soporte mutuo de potencia entre áreas de subestaciones |
| Carga pesada inversa | Sobrecarga de transformadores en áreas de subestaciones durante el pico de generación fotovoltaica | Estructura unidireccional de distribución de energía |
| Violación de límites de tensión | Elevación de tensión en puntos de concentración fotovoltaica | Ausencia de capacidad de regulación activa de tensión |
| Altas pérdidas | Transmisión de energía a larga distancia | Flujo de potencia incontrolable |
| Aspecto | Principio físico | Limitación |
|---|---|---|
| Áreas de subestación independientes | Un transformador por área de subestación | Sin soporte mutuo de potencia |
| Flujo de potencia unidireccional | Fuente → Carga | El flujo inverso de FV se convierte en un problema |
| Aspecto | Principio físico | Ventaja |
|---|---|---|
| Bus de CC común | Múltiples SST del área de la subestación interconectados | Capacidad de soporte mutuo de potencia |
| Flujo de potencia bidireccional | SST bidireccional controlable | Integración de PV local |
Esencia física: El enrutador de potencia SST conecta múltiples áreas de subestaciones a un bus de CC común, lo que permite que las áreas de subestaciones con alta penetración de energía fotovoltaica transfieran energía a las áreas con déficit de potencia. Este es el fundamento físico para lograr un +18% de integración de energía fotovoltaica distribuida.
El enrutador de potencia de interconexión flexible de conexión directa SST (1,5/2,0 MW, CA 10 kV/CC ±10 kV) permite la interconexión flexible de múltiples áreas de subestaciones a través de un bus de CC común:
Integración de energía fotovoltaica distribuida +18%
Reducción de las pérdidas de la red en más del 5%
Eficiencia del equipo del 98,7% (verificada por la Red Eléctrica de Guangdong)

| Dimensión de valor | Métrica cuantitativa | Descripción |
|---|---|---|
| Capacidad de integración de fotovoltaica distribuida | +18% | Consumo local de energía fotovoltaica |
| Reducción de pérdidas de la red | -5%+ | Control flexible del flujo de potencia |
| Eficiencia del equipo | 98,7% | +4% de mejora respecto a las soluciones tradicionales |
| Capacidad por unidad | 1,5/2,0 MW | Cubre áreas de subestaciones de media tensión |
| Tensión del puerto | CA10kV/CC±10kV | Puertos duales de CA y CC |
Área de Subestación A 10kV ──► [Enrutador de Potencia SST A] ──┐
Área de Subestación B 10kV ──► [Enrutador de Potencia SST B] ──┼──► Bus CC Común CC±10kV
Área de Subestación C 10kV ──► [Enrutador de Potencia SST C] ──┘
├──► Cargas del Área de Subestación
├──► Integración de FV Distribuida
└──► Puerto de Acoplamiento de Almacenamiento de Energía
| Capa | Composición | Flujo de Potencia | Justificación del Diseño |
|---|---|---|---|
| Acceso al Área de Subestación | 10kV de cada área de subestación | Área de subestación ↔ Bus CC | Interconexión multiárea |
| Bus CC Común | CC±10kV | Apoyo mutuo de potencia entre áreas | Capacidad de flujo de potencia bidireccional |
| Cargas/Fuentes | Cargas + FV + Almacenamiento de Energía | Bidireccional | Absorción local |
Los transformadores tradicionales de subestación solo pueden realizar una "transmisión de potencia reductora unidireccional". El enrutador de potencia SST, por el contrario, funciona como una "válvula de potencia bidireccional controlable". Al controlar los puntos de consigna de potencia de cada puerto, permite la transferencia de potencia desde áreas de subestación con alta generación fotovoltaica a áreas con déficit de potencia, mientras suprime activamente las violaciones de los límites de tensión.
| Parámetro | Valor | Significación física |
|---|---|---|
| Capacidad unitaria | 1,5/2,0 MW | Cubre áreas de subestaciones de distribución de media tensión |
| Tensión de puerto | CA10kV/CC±10kV | Puertos duales de CA y CC |
| Integración de FV distribuida | +18% | Consumo local de FV |
| Reducción de pérdidas de la red | -5%+ | Control flexible del flujo de potencia |
| Eficiencia del equipo | 98,7% | Verificado por la Red Eléctrica de Guangdong |
Principio físico: Múltiples SST de áreas de subestaciones comparten un bus de CC común, lo que permite que las áreas de subestaciones con alta penetración de FV entreguen energía directamente a las áreas con déficit de energía.
Beneficio cuantificado: Capacidad de integración de FV distribuida +18%, eliminando el vertido de energía solar.
Principio físico: El SST puede regular dinámicamente la potencia reactiva y la potencia activa en cada puerto, suprimiendo activamente el aumento de tensión en los puntos de concentración FV.
Beneficio cuantificado: Eliminación de las infracciones de los límites de tensión, mejorando la calidad de la energía.
Principio físico: Las rutas de flujo de potencia controlables evitan la transmisión sinuosa a larga distancia.
Beneficio cuantificado: Reducción de las pérdidas de la red en más del 5%.

| Partida de costo | Solución tradicional | Solución SST | Ahorros |
|---|---|---|---|
| Ingresos por acometida | Pérdidas por recorte solar | +18% de acometida | Mayores ingresos por generación |
| Pérdidas de línea | Línea base | -5%+ | Reducción de costos operativos |
| Inversión en expansión | Nuevo transformador requerido | Interconexión flexible | CAPEX diferido |
| Proyecto | Datos clave | Importancia |
|---|---|---|
| Interconexión de 6 zonas de la red eléctrica de Guangdong | Eficiencia de los equipos 98.7% (+4%) | Proyecto modelo para la interconexión flexible de la red de distribución |
| Estándar | Contenido |
|---|---|
| GB/T 34120 | Integración de almacenamiento de energía en la red |
| DL/T 645 | Automatización de la red de distribución |
| IEC 61850 | Protocolo de comunicación |
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