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新能源高渗透率下,配电网柔性互联如何兼顾经济性与可靠性?面向有源配电网的电磁式柔性互联装置研究进展

 
发布者: 发布时间:2026-8-7 阅读:52

导语

随着光伏、风电等分布式新能源的大规模接入,配电网正在由传统“被动供电”向“主动调控”快速演进。与此同时,潮流分布不均、负载率失衡、电压越限、联络线路柔性合环难度增大等问题日益突出,配电网对柔性互联装置的经济性、可靠性和可控性提出了更高要求。


华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室贾焦心、李豪迈、邵晨等,在2026年第7期《电工技术学报》上发表综述论文《面向有源配电网的电磁式柔性互联装置研究进展》,系统梳理了旋转潮流控制器(RPFC)、“Sen”变压器(ST)和移相变压器(PST)三类主流电磁式柔性互联装置的发展沿革、本体与衍生拓扑、控制策略、应用场景、发展瓶颈及未来趋势,为有源配电网柔性互联装置的选型、设计与工程应用提供了参考。

 

研究背景


在“双碳”目标和新型电力系统建设背景下,配电网承载高比例新能源接入已成为发展趋势。与传统分段开关、联络开关相比,柔性互联技术能够在不增加短路容量的前提下,实现馈线间异步合环运行,并具备潮流转供、负载率均衡、降低网损、故障隔离及供电恢复等能力。


当前,电力电子式柔性互联装置在功率控制方面应用广泛,但在点多面广的配电网场景中,仍面临成本高、抗冲击能力不足、谐波问题和系统适应性受限等现实挑战。相比之下,电磁式柔性互联装置基于电磁感应原理,具有成本低、抗冲击能力好、运行损耗低、谐波污染小等优势,正在成为配电网柔性互联的重要技术方向。那么,不同柔性互联装置各自强在哪里、又分别适用于哪些场景?为此,本文从多项关键性能指标出发,对典型电力电子式、电磁式及其混合装置进行了综合比较,如图4所示。



 

 

图4 电力电子式、电磁式及其混合装置的综合对比



论文所解决的问题及意义


现有研究大多聚焦于某一类装置的原理分析或控制策略优化,缺少对不同电磁式柔性互联装置的统一比较与系统总结。针对这一问题,本文围绕RPFC、ST和PST三类典型装置,系统梳理其技术演进、拓扑结构、控制方法和应用场景,进一步总结三者的共性、差异、适用范围及发展瓶颈。这项研究的意义在于:一方面,为有源配电网柔性互联装置的工程选型提供了更清晰的技术图谱;另一方面,也为后续混合式装置拓扑设计、电磁式装置性能提升及工程示范建设提供了研究思路。

 

论文方法及创新点


1、系统梳理三类主流电磁式柔性互联装置

本文围绕旋转潮流控制器(RPFC)、“Sen”变压器(ST)和移相变压器(PST)三类典型装置,系统梳理了其技术发展沿革、本体与衍生拓扑、控制策略及应用场景,形成了较为完整的技术脉络。


2、揭示三类装置的共性、差异与适用场景

本文不仅分别介绍三类装置的原理与特点,还进一步总结了它们在成本、可靠性、调节连续性、电压等级适应范围等方面的差异,分析了各自更适合的应用场景,为配电网柔性互联装置选型提供了参考。


3、总结发展瓶颈并提出未来方向

针对当前电磁式柔性互联装置在容量、电压等级、调节精度、动态响应和工程应用方面存在的不足,论文总结了其关键瓶颈,并提出混合式拓扑、快速调节、材料与制造优化等未来发展方向,为后续研究提供了思路。


在方法梳理上,本文不仅从补偿电压形成与调节机理角度对三类装置进行了归纳比较,还进一步选取具有代表性的EHPFC混合拓扑进行展示,如表2和图5所示。

 

结论


1)RPFC、ST和PST是有源配电网中三类具有代表性的电磁式柔性互联装置,均能够通过补偿电压调节实现潮流控制,在经济性、可靠性和抗冲击能力方面具有明显优势。


2)三类装置各有特点和适用边界,能够覆盖不同电压等级和不同运行需求,在配电网柔性互联、潮流转供、负载均衡和电压调节等场景中具有较高应用价值。


3)面向未来高比例新能源接入的柔性互联配电网,单一类型装置难以完全满足需求,电磁式与电力电子式装置并行发展、混合式潮流控制器持续演进,将成为重要趋势。与此同时,电磁式柔性互联装置仍需进一步加强工程示范与长期运行验证,以推动其从理论研究走向更广泛的实际应用。

 

“新能源电力系统分析与稳定控制研究团队”是华北电力大学“河北省分布式储能与微网重点实验室”主要研究团队。长期从事新能源电力系统稳定控制、分布式发电并网技术、灵活交流配电系统等方面的研究。团队人员构成情况:教授1人,副教授3人,讲师1人,在读博士研究生10余人,在读硕士研究生60余人。

 

本工作成果发表在2026年第7期《电工技术学报》,论文标题为"面向有源配电网的电磁式柔性互联装置研究进展"。本课题得到中央高校基本科研业务费专项和国家自然科学基金青年项目资助。

 

 

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