La crescita esplosiva del fotovoltaico distribuito (residenziale + commerciale e industriale) ha portato tre nuove sfide alle reti di distribuzione: il sovraccarico inverso nelle aree delle sottostazioni, le violazioni dei limiti di tensione e le difficoltà nell'integrazione delle energie rinnovabili.
La struttura rigida della rete di distribuzione tradizionale basata sul principio di "un'area di sottostazione, un trasformatore" non consente il supporto reciproco di potenza tra le diverse aree delle sottostazioni, determinando la coesistenza di limitazioni della produzione fotovoltaica e sovraccarichi dei trasformatori.

| Punto critico | Manifestazione | Causa radice fisica |
|---|---|---|
| Difficoltà di integrazione | Limitazione della produzione solare nelle aree delle sottostazioni ad alta penetrazione fotovoltaica | Assenza di supporto reciproco di potenza tra le aree delle sottostazioni |
| Sovraccarico inverso | Sovraccarico dei trasformatori nelle aree delle sottostazioni durante il picco di generazione fotovoltaica | Struttura di distribuzione di potenza unidirezionale |
| Violazioni dei limiti di tensione | Innalzamento della tensione nei punti di concentrazione fotovoltaica | Assenza di capacità di regolazione attiva della tensione |
| Perdite elevate | Trasmissione di potenza a lunga distanza | Flusso di potenza incontrollabile |
| Aspetto | Principio fisico | Limitazione |
|---|---|---|
| Aree di sottostazione indipendenti | Un trasformatore per area di sottostazione | Nessun supporto reciproco di potenza |
| Flusso di potenza unidirezionale | Sorgente → Carico | Il flusso inverso del fotovoltaico diventa un problema |
| Aspetto | Principio fisico | Vantaggio |
|---|---|---|
| Barra CC comune | Più SST interconnessi nell'area della sottostazione | Capacità di supporto reciproco di potenza |
| Flusso di potenza bidirezionale | SST bidirezionale controllabile | Integrazione locale del fotovoltaico |
Essenza fisica: Il router di potenza SST collega più aree di sottostazione a un bus CC comune, consentendo alle aree di sottostazione ricche di fotovoltaico di trasferire energia alle aree carenti di energia. Questa è la base fisica per raggiungere un +18% di integrazione del fotovoltaico distribuito.
Il router di potenza per interconnessione flessibile SST ad attacco diretto (1,5/2,0 MW, CA 10 kV/CC ±10 kV) consente l'interconnessione flessibile di più aree di sottostazione attraverso un bus CC comune:
Integrazione del fotovoltaico distribuito +18%
Perdite di rete ridotte di oltre il 5%
Efficienza dell'apparecchiatura del 98,7% (verificata dalla Rete Elettrica del Guangdong)

| Dimensione del Valore | Metrica Quantitativa | Descrizione |
|---|---|---|
| Integrazione del fotovoltaico distribuito | +18% | Consumo locale di energia fotovoltaica |
| Riduzione delle perdite di rete | -5%+ | Controllo flessibile del flusso di potenza |
| Efficienza delle apparecchiature | 98,7% | Miglioramento del +4% rispetto alle soluzioni tradizionali |
| Capacità della singola unità | 1,5/2,0 MW | Copre le aree delle sottostazioni a media tensione |
| Tensione della porta | AC10kV/DC±10kV | Doppie porte AC e DC |
Area Sottostazione A 10kV ──► [Router di Potenza SST A] ──┐
Area Sottostazione B 10kV ──► [Router di Potenza SST B] ──┼──► Bus CC Comune CC±10kV
Area Sottostazione C 10kV ──► [Router di Potenza SST C] ──┘
├──► Carichi Area Sottostazione
├──► Integrazione FV Distribuito
└──► Porta di Accoppiamento Accumulo Energia
| Livello | Composizione | Flusso di potenza | Logica di progettazione |
|---|---|---|---|
| Accesso area sottostazione | 10kV da ogni area sottostazione | Area sottostazione ↔ bus CC | Interconnessione multi-area |
| Bus CC comune | CC±10kV | Supporto reciproco di potenza tra le aree | Capacità di flusso di potenza bidirezionale |
| Carichi/Sorgenti | Carichi + FV + Accumulo di energia | Bidirezionale | Assorbimento locale |
I trasformatori tradizionali delle sottostazioni possono eseguire solo una "trasmissione di potenza in abbassamento unidirezionale". Il router di potenza SST, al contrario, funziona come una "valvola di potenza bidirezionale controllabile". Controllando i setpoint di potenza di ciascuna porta, consente il trasferimento di potenza dalle aree di sottostazione ricche di FV alle aree carenti di potenza, sopprimendo attivamente le violazioni dei limiti di tensione.
| Parametro | Valore | Significato fisico |
|---|---|---|
| Capacità della singola unità | 1.5/2.0 MW | Copre le aree delle sottostazioni di distribuzione a media tensione |
| Tensione della porta | CA10kV/CC±10kV | Doppia porta CA e CC |
| Integrazione del fotovoltaico distribuito | +18% | Consumo locale dell'energia fotovoltaica |
| Riduzione delle perdite di rete | -5%+ | Controllo flessibile del flusso di potenza |
| Efficienza delle apparecchiature | 98.7% | Verificata dalla rete elettrica del Guangdong |
Principio fisico: Più SST nell'area della sottostazione condividono un bus CC comune, consentendo alle aree della sottostazione ricche di fotovoltaico di fornire direttamente energia alle aree carenti di energia.
Vantaggio quantificato: Integrazione del fotovoltaico distribuito +18%, eliminando i tagli alla produzione solare.
Principio fisico: L'SST può regolare dinamicamente la potenza reattiva e la potenza attiva su ciascuna porta, sopprimendo attivamente l'aumento di tensione nei punti di concentrazione fotovoltaica.
Vantaggio quantificato: Eliminazione delle violazioni dei limiti di tensione, miglioramento della qualità dell'energia.
Principio fisico: I percorsi controllabili del flusso di potenza evitano trasmissioni indirette a lunga distanza.
Vantaggio quantificato: Perdite di rete ridotte di oltre il 5%.

| Voce di costo | Soluzione tradizionale | Soluzione SST | Risparmi |
|---|---|---|---|
| Ricavi da integrazione | Perdite per limitazione del solare | +18% di integrazione | Maggiori ricavi di generazione |
| Perdite di linea | Valore di riferimento | -5%+ | Riduzione dei costi operativi |
| Investimenti per l'espansione | Richiesto nuovo trasformatore | Interconnessione flessibile | CAPEX differito |
| Progetto | Dati chiave | Importanza |
|---|---|---|
| Interconnessione a 6 aree della rete elettrica del Guangdong | Efficienza delle apparecchiature 98,7% (+4%) | Progetto modello per l'interconnessione flessibile della rete di distribuzione |
| Norma | Contenuto |
|---|---|
| GB/T 34120 | Integrazione in rete dei sistemi di accumulo di energia |
| DL/T 645 | Automazione della rete di distribuzione |
| IEC 61850 | Protocollo di comunicazione |
Pre-assemblaggio modulare in fabbrica
Rapida implementazione in loco
Esercizio e manutenzione remota per l'intero ciclo di vita