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配电网及其自动化技术研究
Research on Power Distribution Network and Its Automation Technology

第二节 配电网设备的设计研究

一、配电变压器分析

近年来，能源危机、环境污染等问题日益突出，构建能源互联网，实现各种
形式能源的跨区域高效协调利用与综合调控成为人们关注的热点问题。能源互联
网是在目前可再生能源发展背景下，以电力能源为基础，多种集中式与分布式能

源并存、用户广泛参与的新型能源系统。
能源互联网的主体仍将是智能电网，而配电网是智能电网的关键组成部分，
可看作能源互联网中的“能源局域网”。随着各类分布式电源和直流负荷在配电
网中的渗透率不断提高，传统配电网在可靠性、适用性、可控性等方面均面临着

巨大的挑战，其智能化程度亟需进一步提高。一方面，由于供电电源及负荷的种
类发生变化，配电网中普遍存在的各类电能质量问题的表现形式也会发生不同程
度的变化，从而给配电网电能质量的治理带来新的困难。另一方面，大量直流设

备会接入配电网，未来配电网将成为复杂的交直流混合联网络，从而需要对各支
路传输功率的优化控制等问题进行深入研究。此外，传统配电网中用于调控节点
电压及线路潮流的手段主要是联络开关、变压器分接头等非智能手端，难以实现
“源—网—荷—储”的实时协调优化运行。

电能路由器是实现能源互联网的核心部件，广大学者对其进行了深入研究，
其显著特征在于能够实现集中式主网供电与多种分布式电能供电的协调互补，通
常需包含多种类型的电气接口，具备多输入、多输出的电网互联能力。

智能配电变压器可看作电能路由器在配电网中的典型应用。为实现能源互联
网发展背景下配电网的智能化升级改造，基于电能路由器的思想与概念构建新一
代智能配电变压器往往更为方便。与电能路由器类比，智能配电变压器也应具有
多个电气接口，各线路的电能能够协调分配、多向流动，同时也具备无功补偿、
谐波治理、电压调节、潮流控制等多种控制功能。

传统配电变压器虽然结构简单、效率高运行可靠、经济性好，在长期的运行
实践中显现出了巨大的优势；但其可控性差，功能单一，难以满足智能配电变压
器的相关需求。

近二三十年来，电力电子技术的进步有力地推动了智能电网的建设进程，从
而为智能配电变压器的实现奠定了良好的基础。构建智能配电变压器的关键在于

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