解析微网路由器电气结构 分析其作用
生产、生活中时时刻刻离不开电。在用电过程中，你是否有时会觉得多种电压太麻烦，停电故障太突然？真希望电网有更多智慧，能够实现智能调控、严把质量、预判故障。微网路由器可以实现多种问题一次解决。它是江苏同里新能源小镇的核心部件，能同时实现直流、交流两种电流的变压功能，负责新能源小镇的电能中转。
微网路由器有什么作用？
微网路由器学术名称叫电力电子变压器，可以实现多种电压等级与交直流电源之间的自由变换。微网路由器和我们平时使用的路由器有什么区别呢？普通的路由器分发出来的是信号，微网路由器分发的是能源。微网路由器能够对不同类型的电流电压进行分配。
微网路由器有380伏、10千伏两个交流电端口，±750伏、±375伏两个直流电端口，4个端口可进可出，可以随意对接转换。网内实现智能控制，任何一个端口出现故障都不影响其他端口继续工作，输出电压稳定，故障率低。
未来电网将有大量的可再生能源以及储能设备接入，大量可再生能源接入电网后，会带来一系列的调控问题。微网路由器架起了多电压等级、交直流混合系统的桥梁，能够灵活、精确地控制微网间功率的双向流动，解决分布式能源接入和利用的一系列问题。可以说，微网路由器是多系统连接的“立交桥”，也是能量流动的“指挥官”。通过微网路由器，可以实现分布式电源与用电直接连接，降低能源转化消耗，提高能源利用率。微网路由器可将江苏同里园区的清洁能源消纳率提升到100%，综合能效提升6%。
微网路由器容量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。
微网路由器体现了哪些创新性？
01提供不同电压等级、交直流混合的开放平台，实现了分布式能源和负荷的灵活接入与信息共享。
02通过微网路由器多端口协调控制，优化系统运行，实现了多个微网间能量的柔性分配和分布式能源的高效消纳。
03提升能效，减少能量变换层级，降低转换损耗，提升传输效率，促进区域内分布式能源的多能互补，提升了系统综合能效。
微网路由器的电气结构是什么？
微网路由器电气部分包括：阀塔（1号和2号）、控制柜、固态开关（±750伏和±375伏）、端口模块（±750伏和±375伏）、内冷机、交流开关柜、充电模块等。
阀塔：电量变换核心，负责将10千伏交流电压变换成±750伏直流、±375伏直流和380伏交流等不同的电压等级，具备能量双向流动的能力。
固态开关：直流端口保护装置，端口发生直流短路故障时切断故障电流，切断电流能力达到6000安培以上，响应速度达到百微秒级别。
端口模块：真双极母线，两极可分别独立运行且具备故障电流切断能力，可靠性高，电能转换效率高。
【延伸阅读】
直流电与交流电
电力技术的发展从直流电开始，早期直流输电直接从直流电源送出，发电、输电、用电都是直流电。随着三相交流发电机、感应电动机和变压器的迅速发展，发电、用电领域很快被交流电取代。同时，由于变压器能够方便地改变交流电压，从而使交流输电和交流电网迅速发展。
在输电领域，如远距离海底电缆或地下电缆输电，不同频率电网之间的联网或送电等，直流有交流所不能取代的特性。随着电力电子、微电子、计算机控制、绝缘新材料、超导等技术发展，促进了直流输电技术的进一步应用。
很多新能源发电如磁流体发电、太阳能发电、燃料电池和热核聚变直接发电时，产生的电能均为直流电。很多家用电器，如手机、电脑、电视使用的都是直流电，空调、电冰箱、洗衣机等变频设备，虽然使用的是交流电，但是均有直流环节，通过直流供电更加节能。
【面对面】
张宸宇：设计师，博士，高级工程师，就职于江苏电力科学研究院。长期从事微电网电能质量治理、新能源电力电子接口并网、电能质量大数据等专业。
《亮报》：您是否可以解释一下微网路由器中微网的概念？
设计师：微网也就是微电网。微电网是由分布式电源、储能装置、能量变换装置，以及监控装置、保护装置构成的小型发配电系统。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的系统，既可以与配电网并网运行，也能以孤立电网形式独立运行。
《亮报》：微网路由器在设计时有哪些关键环节？
设计师：最关键的环节是提高整机的电能转换效率。95%是电能转换效率的临界点，同里微网路由器的目标是96%。设计、调试人员把样机的36个模块拆分，将上千个电子元件进行逐个测试，再组装起来测试，选取最优参数。单测的参数在组装后会有变化，而且无规律，需要反复测试。最终找到了合适的电力电子器件开关频率和谐振电容、电感参数，样机综合效能达到96%以上。整个工作持续了2个月。
转换效率提高1个百分点到底能节约多少电呢？对于3兆瓦路由器来说，全年满负荷运转可节约50多万千瓦时，相当于节约220吨标煤。
《亮报》：微网路由器重要的设备有哪些？
设计师：重要设备是阀塔内部的功率子模块，微网路由器内部有两个阀塔，分别将10千伏转变成+750伏和-750伏，每个阀塔上各有18个功率子模块，整机共有36个功率子模块。其中有30个功率子模块处于运行状态，6个功率子模块处于冗余热备用状态，全部30个功率模块（每个100千瓦）共同组成了整机的3000千瓦（即3兆瓦）。
部分内容来源于《中国电力百科全书》（第三版）。
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