?生產(chǎn)、生活中時(shí)時(shí)刻刻離不開電。在用電過程中，你是否有時(shí)會(huì)覺得多種電壓太麻煩，停電故障太突然？真希望電網(wǎng)有更多智慧，能夠?qū)崿F(xiàn)智能調(diào)控、嚴(yán)把質(zhì)量、預(yù)判故障。微網(wǎng)路由器可以實(shí)現(xiàn)多種問題一次解決。它是江蘇同里新能源小鎮(zhèn)的核心部件，能同時(shí)實(shí)現(xiàn)直流、交流兩種電流的變壓功能，負(fù)責(zé)新能源小鎮(zhèn)的電能中轉(zhuǎn)。

微網(wǎng)路由器有什么作用？

微網(wǎng)路由器學(xué)術(shù)名稱叫電力電子變壓器，可以實(shí)現(xiàn)多種電壓等級與交直流電源之間的自由變換。微網(wǎng)路由器和我們平時(shí)使用的路由器有什么區(qū)別呢？普通的路由器分發(fā)出來的是信號，微網(wǎng)路由器分發(fā)的是能源。微網(wǎng)路由器能夠?qū)Σ煌愋偷碾娏麟妷哼M(jìn)行分配。

微網(wǎng)路由器有380伏、10千伏兩個(gè)交流電端口，±750伏、±375伏兩個(gè)直流電端口，4個(gè)端口可進(jìn)可出，可以隨意對接轉(zhuǎn)換。網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)智能控制，任何一個(gè)端口出現(xiàn)故障都不影響其他端口繼續(xù)工作，輸出電壓穩(wěn)定，故障率低。

未來電網(wǎng)將有大量的可再生能源以及儲(chǔ)能設(shè)備接入，大量可再生能源接入電網(wǎng)后，會(huì)帶來一系列的調(diào)控問題。微網(wǎng)路由器架起了多電壓等級、交直流混合系統(tǒng)的橋梁，能夠靈活、精確地控制微網(wǎng)間功率的雙向流動(dòng)，解決分布式能源接入和利用的一系列問題?？梢哉f，微網(wǎng)路由器是多系統(tǒng)連接的“立交橋”，也是能量流動(dòng)的“指揮官”。通過微網(wǎng)路由器，可以實(shí)現(xiàn)分布式電源與用電直接連接，降低能源轉(zhuǎn)化消耗，提高能源利用率。微網(wǎng)路由器可將江蘇同里園區(qū)的清潔能源消納率提升到100%，綜合能效提升6%。

微網(wǎng)路由器容量3000千伏安，其中±750伏直流端口2200千伏安、±375伏直流端口300千伏安、380伏交流端口500千伏安。

微網(wǎng)路由器體現(xiàn)了哪些創(chuàng)新性？

01提供不同電壓等級、交直流混合的開放平臺，實(shí)現(xiàn)了分布式能源和負(fù)荷的靈活接入與信息共享。

02通過微網(wǎng)路由器多端口協(xié)調(diào)控制，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)微網(wǎng)間能量的柔性分配和分布式能源的高效消納。

03提升能效，減少能量變換層級，降低轉(zhuǎn)換損耗，提升傳輸效率，促進(jìn)區(qū)域內(nèi)分布式能源的多能互補(bǔ)，提升了系統(tǒng)綜合能效。

微網(wǎng)路由器的電氣結(jié)構(gòu)是什么？

微網(wǎng)路由器電氣部分包括：閥塔（1號和2號）、控制柜、固態(tài)開關(guān)（±750伏和±375伏）、端口模塊（±750伏和±375伏）、內(nèi)冷機(jī)、交流開關(guān)柜、充電模塊等。

閥塔：電量變換核心，負(fù)責(zé)將10千伏交流電壓變換成±750伏直流、±375伏直流和380伏交流等不同的電壓等級，具備能量雙向流動(dòng)的能力。

固態(tài)開關(guān)：直流端口保護(hù)裝置，端口發(fā)生直流短路故障時(shí)切斷故障電流，切斷電流能力達(dá)到6000安培以上，響應(yīng)速度達(dá)到百微秒級別。

端口模塊：真雙極母線，兩極可分別獨(dú)立運(yùn)行且具備故障電流切斷能力，可靠性高，電能轉(zhuǎn)換效率高。

【延伸閱讀】

直流電與交流電

電力技術(shù)的發(fā)展從直流電開始，早期直流輸電直接從直流電源送出，發(fā)電、輸電、用電都是直流電。隨著三相交流發(fā)電機(jī)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和變壓器的迅速發(fā)展，發(fā)電、用電領(lǐng)域很快被交流電取代。同時(shí)，由于變壓器能夠方便地改變交流電壓，從而使交流輸電和交流電網(wǎng)迅速發(fā)展。

在輸電領(lǐng)域，如遠(yuǎn)距離海底電纜或地下電纜輸電，不同頻率電網(wǎng)之間的聯(lián)網(wǎng)或送電等，直流有交流所不能取代的特性。隨著電力電子、微電子、計(jì)算機(jī)控制、絕緣新材料、超導(dǎo)等技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)了直流輸電技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用。

很多新能源發(fā)電如磁流體發(fā)電、太陽能發(fā)電、燃料電池和熱核聚變直接發(fā)電時(shí)，產(chǎn)生的電能均為直流電。很多家用電器，如手機(jī)、電腦、電視使用的都是直流電，空調(diào)、電冰箱、洗衣機(jī)等變頻設(shè)備，雖然使用的是交流電，但是均有直流環(huán)節(jié)，通過直流供電更加節(jié)能。

【面對面】

張宸宇：設(shè)計(jì)師，博士，高級工程師，就職于江蘇電力科學(xué)研究院。長期從事微電網(wǎng)電能質(zhì)量治理、新能源電力電子接口并網(wǎng)、電能質(zhì)量大數(shù)據(jù)等專業(yè)。

《亮報(bào)》：您是否可以解釋一下微網(wǎng)路由器中微網(wǎng)的概念？

設(shè)計(jì)師：微網(wǎng)也就是微電網(wǎng)。微電網(wǎng)是由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量變換裝置，以及監(jiān)控裝置、保護(hù)裝置構(gòu)成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。微電網(wǎng)是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的系統(tǒng)，既可以與配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也能以孤立電網(wǎng)形式獨(dú)立運(yùn)行。

《亮報(bào)》：微網(wǎng)路由器在設(shè)計(jì)時(shí)有哪些關(guān)鍵環(huán)節(jié)？

設(shè)計(jì)師：最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是提高整機(jī)的電能轉(zhuǎn)換效率。95%是電能轉(zhuǎn)換效率的臨界點(diǎn)，同里微網(wǎng)路由器的目標(biāo)是96%。設(shè)計(jì)、調(diào)試人員把樣機(jī)的36個(gè)模塊拆分，將上千個(gè)電子元件進(jìn)行逐個(gè)測試，再組裝起來測試，選取最優(yōu)參數(shù)。單測的參數(shù)在組裝后會(huì)有變化，而且無規(guī)律，需要反復(fù)測試。最終找到了合適的電力電子器件開關(guān)頻率和諧振電容、電感參數(shù)，樣機(jī)綜合效能達(dá)到96%以上。整個(gè)工作持續(xù)了2個(gè)月。

轉(zhuǎn)換效率提高1個(gè)百分點(diǎn)到底能節(jié)約多少電呢？對于3兆瓦路由器來說，全年滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)可節(jié)約50多萬千瓦時(shí)，相當(dāng)于節(jié)約220噸標(biāo)煤。

《亮報(bào)》：微網(wǎng)路由器重要的設(shè)備有哪些？

設(shè)計(jì)師：重要設(shè)備是閥塔內(nèi)部的功率子模塊，微網(wǎng)路由器內(nèi)部有兩個(gè)閥塔，分別將10千伏轉(zhuǎn)變成+750伏和-750伏，每個(gè)閥塔上各有18個(gè)功率子模塊，整機(jī)共有36個(gè)功率子模塊。其中有30個(gè)功率子模塊處于運(yùn)行狀態(tài)，6個(gè)功率子模塊處于冗余熱備用狀態(tài)，全部30個(gè)功率模塊（每個(gè)100千瓦）共同組成了整機(jī)的3000千瓦（即3兆瓦）。

部分內(nèi)容來源于《中國電力百科全書》（第三版）。