【案例分析】芬兰交直流配电网规划与建设实例-北极星输配电网

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配电网的可靠性越来越成为一个十分重要的话题，由于芬兰新出台法案的需求，芬兰的农村配电网也急需进行一些重要的变革。低压直流(LVDC)配电在某些特定场合是一个可以选择的配电方式。它的优点主要在于电压等级低、节约成本，适合负荷密度较低地区的需要，且分布式电源及储能设备也更易于接入，同时具有更好的供电可靠性和更高的电能质量。现有的研究表明低压直流配电技术在芬兰农村配电网中可以有一定的应用前景。

2013年6月，芬兰通过了新的电力市场运行法案，该法案对电力系统可靠性以及由于停电对用电客户的赔偿都提出了更高的要求。这些法案正在逐步生效，在未来不迟于15年的时间内，芬兰Elenia Oy公司配电系统调度中心(DSO)必须达到发生严重自然灾害时，“在城市规划地区停电不允许超过6h，在其他地区不允许超过36h”的要求，这类停电主要是指由风暴或大雪引起的停电。在过去的几年中，芬兰也发生过一些由自然灾害引起的电网停电故障，其中最严重的甚至造成了一些用户长达几周的停电。因此，为了满足新法案对供电可靠性的更高要求，需要对配电网，尤其是芬兰的农村地区配电网进行大范围地改造。

在未来15年中，考虑到新法案的具体要求，改革的投资将主要集中在芬兰农村地区中压配电网的主干线路上，这是因为这些中压主干线路的供电安全性对用户停电时间产生的影响最大。对中压主干线的改造主要采取铺设地下电缆的方式，而对于原有的大部分长度较短的中压分支线路，由于其大多数都已达到机械寿命，因此对于这部分中压短分支线路的改造需要进行论证。

芬兰80%的电力供应中断都是由20kV中压配电网故障引起的。由于客户分散、负荷密度低，在农村地区通常要建设中压分支线路来为单独(或若干)配电变压器供电。这些中压分支线路发生的故障有时会导致整条中压馈线供电中断。芬兰的农村中压配电网通常设在森林中，其大部分是在1950～1970年间建设的，寿命已达40～50年，因此在不久的将来需要重建。重建工作的结果必须能够适应未来40～60年的发展需要，而且还需要尽可能的具有成本效益。

低压直流配电网是重建这些中压短分支线路的解决方案之一。它的主要优点在于低压直流线路在节约成本方面的潜力很大，并且还能提升整个配电网的可靠性和供电质量。同时它还可方便地为分布式发电以及储能提供接入点，使配电网能够更加朝着智能配电网的方向发展。此外，因为低压直流系统具有隔离作用，用户端造成的电流畸变以及无功电流也不会在中压配电网中传播。因此，低压直流配电可以降低交流中压配电网在电能质量方面的压力。

迄今为止，低压直流配电唯一被认为足够成熟的应用领域为数据中心和电信供电系统。在这些应用中，直流电源不仅用来为服务器和其他这样的信息通信技术设备提供电力，而且也用于照明、空调和电动车辆(EV)的充电。在其他应用环境，如家庭、工业和LVDC公共配电系统，实用公共直流电网目前还没有相应的标准。

芬兰Elenia Oy公司配电系统调度中心(DSO)和ABB电气传动系统部于2014年3月合作开发了此低压直流配电系统。

芬兰Elenia Oy公司利用低压直流配电线路替代中压短分支线路进行试点运行的目的，主要是获取低压直流线路运行和维护的长期实践经验，同时通过试验运行明确低压直流配电系统在寿命周期内的费用情况。到目前为止，已运行的低压直流配电线路还没有出现任何故障，未来的运行情况也十分乐观。

通过估算低压直流配电线路在寿命周期内的费用，并与传统中压分支线路比较，作为中压分支线路的替代法案，低压直流配电是一个更经济的解决方案。但由于缺少低压直流设备在配电网中运行的长期经验，对低压直流配电系统寿命周期费用的估算还存在一定的不确定性。在过去的20年中，构成直流换流器的电力电子设备的费用正以每年5%左右的幅度降低，然而传统交流配电设备的费用却大幅增加。低压直流配电凭借其节约成本的巨大潜力，可为未来芬兰大范围的农村配电网中压分支线路的重建工作提供合适的替代方案。

原标题：芬兰交直流配电网规划与建设实例

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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