柔性交直流输配电技术赋能新型电力系统的协同路径调研

         山东大学电气工程学院电擎山河社会实践队
　　摘要：在新能源大规模接入、电力电子装备广泛应用和负荷形态快速变化的背景下，输配电系统正面临潮流调控能力不足、交直流协同运行复杂、故障隔离与保护配合难度上升等问题。2026年8月18日，电擎山河社会实践队赴中国电力科学研究院参观学习，围绕柔性交直流输配电的技术逻辑、应用价值与工程约束开展现场观察，并结合公开政策、标准与行业资料进行梳理。调研发现，柔性直流并非对交流系统的简单替代，而是以电力电子变换器为枢纽，与柔性交流输电、配电自动化、储能及数字化调控协同构成提升电网柔性的重要技术组合。当前仍需在装备自主可控、规划运行协同、保护控制体系和市场机制衔接方面持续突破。报告据此提出以场景牵引、标准先行、平台验证和人才培养为重点的建议。
　　关键词：柔性直流；柔性交流；新型电力系统；输配电；科技创新
　　一、问题提出：高比例电力电子化呼唤更具弹性的输配电系统
　　构建新型电力系统是服务“双碳”目标和保障能源安全的重要基础。风电、光伏等新能源具有间歇性、波动性和分布广等特征，电动汽车、数据中心、储能等新型负荷和调节资源又改变了传统配电网单向供电的运行方式。以同步机为主体、以交流网络为主通道的传统输配电体系，在部分区域已难以仅依靠常规扩建满足新能源消纳、功率快速调节和高可靠供电的复合需求。
　　柔性交直流输配电技术以电压源换流器等电力电子装置为核心，可实现有功、无功和电压的快速、独立调节；与柔性交流输电装置、智能配电终端和储能系统协同后，能够在有限网架条件下提高潮流可控性和供电质量。它的价值不只在于“把交流变成直流”，更在于为源、网、荷、储提供可观、可测、可控的接口。如何把这一技术能力转化为安全、经济、可复制的工程方案，是本次调研关注的具体问题。
　　二、调研设计与资料来源
　　（一）调研对象与方法
　　本次调研以中国电力科学研究院参观学习为实地观察场景，聚焦柔性直流输电、柔性配电和交直流协同控制等内容。团队于2026年8月18日通过展陈讲解、技术成果介绍和现场交流，了解电力科研机构面向新型电力系统开展试验验证、装备研发和工程支撑的基本路径。调研采用“现场观察+资料研读+问题归纳”的方式：一是记录技术展示中反复出现的系统需求与关键环节；二是查阅国家能源局、国家发展改革委等部门公开发布的政策文件及相关标准；三是以技术路线、工程约束和治理建议为框架进行交叉分析。
　　
　　图1实践队在中国电科院了解电力系统运行与试验设备
　　图片来源：电擎山河社会实践队现场拍摄，2026年8月18日。
　　
　　图2中国电科院技术人员介绍实验室发展与工程实践
　　图片来源：电擎山河社会实践队现场拍摄，2026年8月18日。
　　（二）资料边界与分析口径
　　本报告不将一次参观中的展示内容等同于工程统计结论，未获得的运行数据、设备参数和项目成效均不作量化推断。文中有关技术机理和行业背景主要依据公开资料与标准性文件；有关参观感受仅作为问题发现的线索。这样的处理既避免以活动叙述代替调研，也为后续开展企业访谈、工程案例跟踪和数据采集保留了可延展空间。
　　三、主要发现与分析
　　（一）柔性直流的核心作用是重塑潮流与电压的调控接口
　　传统交流线路的潮流受网络阻抗、相角和电压等多因素共同制约，局部新能源集中接入时容易出现反向潮流、电压越限或断面受限。柔性直流通过换流站将交流侧和直流侧耦合，可在一定范围内实现双向功率传输，并对无功和电压进行快速支撑。对海上风电送出、城市负荷中心供电、孤岛或弱电网互联等场景而言，这种“可控通道”有助于减少对单一路径和单一调节资源的依赖。
　　从系统视角看，柔性直流的调节价值还体现在运行方式转换时的可塑性。面对新能源出力骤变、检修转供或局部故障等情形，系统需要在安全边界内迅速重新分配潮流。若换流站、储能和配电自动化终端能够共享必要的状态信息并接受协调控制，就可以把局部的电压、功率问题限制在较小范围内。这种能力并不能替代坚强网架，却能够增强网架在复杂工况下的适应性，为后续的分层分区调控提供更多选择。
　　但柔性直流的优势以更复杂的控制和保护为代价。换流器控制参数、直流侧故障特性、交直流耦合振荡以及多端系统协调，都要求规划设计与运行控制一体考虑。调研中，团队更加直观地认识到：柔性直流不是独立设备，而是一套涉及主设备、控制保护、通信测量和调度运行的系统工程。
　　（二）柔性交流与柔性直流协同，是提升配电网承载力的现实路径
　　在配电侧，分布式光伏、充换电设施和新型储能的接入位置分散、出力变化快。单纯依靠增容改造会带来投资大、周期长等问题；而无功补偿、动态电压调节、柔性互联和储能协调控制等手段，可在既有网架中释放更多调节空间。柔性交流装置侧重于电压支撑、无功补偿和潮流优化，柔性直流互联则能够把相邻交流馈线之间的“刚性边界”转化为可控的功率交换通道，二者组合为分区分层治理提供了工具。
　　这种协同并不意味着所有台区、园区都应采用高成本电力电子装备。是否配置、配置何种容量，需要以负荷特性、新能源渗透率、供电可靠性要求和全寿命周期成本为依据。对问题突出、改造受限或需要高质量供电的场景，应优先开展示范验证；对常规场景，则应与网架优化、需求响应和常规无功治理统筹比较。
　　（三）工程落地的关键瓶颈集中在保护、标准与运行机制
　　交直流混联后，故障电流传播更快、控制保护耦合更紧，原有交流保护定值和配合逻辑需要重新校核。多厂商设备之间的通信接口、模型参数和控制策略若缺少统一规范，也会增加系统调试和运维难度。与此同时，柔性装备投资较高，其调节价值如何在规划环节量化、如何在运行环节调用、如何在市场机制中得到合理补偿，仍有待形成更清晰的制度安排。
　　因此，柔性交直流输配电的推广不应只评价单台装备性能，更应评价其对新能源消纳、供电可靠性、电能质量和系统韧性的综合贡献。科研机构在其中承担的角色，是通过试验平台、仿真模型和标准研究把复杂的工程问题转化为可验证、可复制的技术方案。这也是此次参观给团队最深的实践认识。
　　四、结论与建议
　　（一）以典型场景牵引技术选型，避免“为柔性而柔性”
　　建议围绕新能源汇集送出、城市核心区可靠供电、园区高质量用电、配电网末端电压治理等场景建立需求清单，明确断面约束、电压质量、故障恢复和经济性指标。以问题为导向开展交直流协同方案比选，使柔性装备真正服务于系统薄弱环节，而不是脱离运行需求的概念性配置。
　　（二）强化试验验证和标准衔接，筑牢安全运行底线
　　应依托科研试验平台开展控制保护、故障穿越、弱电网适应性和电磁兼容等验证，推动设备接口、模型交付、通信协议和运维规程的标准化。对于多端、多厂商和多场景耦合系统，要建立覆盖规划、建设、验收、运行和退役的全流程技术要求，减少工程实施中的信息壁垒。
　　（三）推动“源网荷储”协同调控，形成数据闭环
　　柔性交直流装备的调节能力需与新能源预测、储能状态、可调负荷和调度指令联动。建议在符合数据安全要求的前提下，建设面向配电网的运行数据闭环：通过在线感知发现问题，通过仿真推演生成策略，通过现场控制验证效果，并将结果反馈至规划和运维环节。这样才能把设备能力转化为长期的系统韧性。
　　（四）以科创实践培育复合型电力人才
　　柔性交直流输配电横跨电力系统、电力电子、控制保护、通信与经济分析等领域。高校实践活动可进一步从“参观认知”延伸到“问题研究”，组织学生围绕典型工程开展资料检索、模型搭建和案例复盘；科研机构、企业和高校也可共建开放式实践课程，使青年学生在真实问题中理解科技创新服务国家能源战略的价值。
　　五、结语
　　此次赴中国电力科学研究院参观学习，使团队看到电力科研从基础理论、试验验证到工程应用的完整链条。柔性交直流输配电技术不是孤立的前沿概念，而是支撑新型电力系统安全、灵活和高效运行的重要组成。面向未来，只有坚持需求导向、系统观念和自主创新，把技术研发、标准建设、工程验证与人才培养贯通起来，才能让更多科研成果转化为保障能源安全和服务绿色发展的现实能力。
　　附录1实地观察与资料研读提纲
　　1.观察重点：柔性直流、柔性配电及其控制保护系统在新型电力系统中的定位。
　　2.核心问题：哪些电网约束可由交直流协同调节缓解，哪些问题仍需依靠网架与机制优化解决。
　　3.资料范围：现场技术讲解与公开政策、标准、科研机构网站资料；不含涉密信息及未公开运行数据。
　　4.后续计划：结合可公开的工程案例，进一步开展技术经济性与运行机制的专题访谈。