生產、生活中時時刻刻離不開電。在用電過程中，你是否有時會覺得多種電壓太麻煩，停電故障太突然？真希望電網有更多智慧，能夠實現智能調控、嚴把質量、預判故障。微網路由器可以實現多種問題一次解決。它是江蘇同里新能源小鎮的核心部件，能同時實現直流、交流兩種電流的變壓功能，負責新能源小鎮的電能中轉。

微網路由器有什么作用？

微網路由器學術名稱叫電力電子變壓器，可以實現多種電壓等級與交直流電源之間的自由變換。微網路由器和我們平時使用的路由器有什么區別呢？普通的路由器分發出來的是信號，微網路由器分發的是能源。微網路由器能夠對不同類型的電流電壓進行分配。

微網路由器有380伏、10千伏兩個交流電端口，±750伏、±375伏兩個直流電端口，4個端口可進可出，可以隨意對接轉換。網內實現智能控制，任何一個端口出現故障都不影響其他端口繼續工作，輸出電壓穩定，故障率低。

未來電網將有大量的可再生能源以及儲能設備接入，大量可再生能源接入電網后，會帶來一系列的調控問題。微網路由器架起了多電壓等級、交直流混合系統的橋梁，能夠靈活、精確地控制微網間功率的雙向流動，解決分布式能源接入和利用的一系列問題。可以說，微網路由器是多系統連接的“立交橋”，也是能量流動的“指揮官”。通過微網路由器，可以實現分布式電源與用電直接連接，降低能源轉化消耗，提高能源利用率。微網路由器可將江蘇同里園區的清潔能源消納率提升到100%，綜合能效提升6%。

微網路由器容量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伏交流端口千伏安。

微網路由器體現了哪些創新性？

01提供不同電壓等級、交直流混合的開放平臺，實現了分布式能源和負荷的靈活接入與信息共享。

02通過微網路由器多端口協調控制，優化系統運行，實現了多個微網間能量的柔性分配和分布式能源的高效消納。

03提升能效，減少能量變換層級，降低轉換損耗，提升傳輸效率，促進區域內分布式能源的多能互補，提升了系統綜合能效。

微網路由器的電氣結構是什么？

微網路由器電氣部分包括：閥塔（1號和2號）、控制柜、固態開關（±750伏和±375伏）、端口模塊（±750伏和±375伏）、內冷機、交流開關柜、充電模塊等。

閥塔：電量變換核心，負責將10千伏交流電壓變換成±750伏直流、±375伏直流和380伏交流等不同的電壓等級，具備能量雙向流動的能力。

固態開關：直流端口保護裝置，端口發生直流短路故障時切斷故障電流，切斷電流能力達到0安培以上，響應速度達到百微秒級別。

端口模塊：真雙極母線，兩極可分別獨立運行且具備故障電流切斷能力，可靠性高，電能轉換效率高。

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直流電與交流電

電力技術的發展從直流電開始，早期直流輸電直接從直流電源送出，發電、輸電、用電都是直流電。隨著三相交流發電機、感應電動機和變壓器的迅速發展，發電、用電領域很快被交流電取代。同時，由于變壓器能夠方便地改變交流電壓，從而使交流輸電和交流電網迅速發展。

在輸電領域，如遠距離海底電纜或地下電纜輸電，不同頻率電網之間的聯網或送電等，直流有交流所不能取代的特性。隨著電力電子、微電子、計算機控制、絕緣新材料、超導等技術發展，促進了直流輸電技術的進一步應用。

很多新能源發電如磁流體發電、太陽能發電、燃料電池和熱核聚變直接發電時，產生的電能均為直流電。很多家用電器，如手機、電腦、電視使用的都是直流電，空調、電冰箱、洗衣機等變頻設備，雖然使用的是交流電，但是均有直流環節，通過直流供電更加節能。

【面對面】

張宸宇：設計師，博士，高級工程師，就職于江蘇電力科學研究院。長期從事微電網電能質量治理、新能源電力電子接口并網、電能質量大數據等專業。

《亮報》：您是否可以解釋一下微網路由器中微網的概念？

設計師：微網也就是微電網。微電網是由分布式電源、儲能裝置、能量變換裝置，以及監控裝置、保護裝置構成的小型發配電系統。微電網是一個能夠實現自我控制、保護和管理的系統，既可以與配電網并網運行，也能以孤立電網形式獨立運行。

《亮報》：微網路由器在設計時有哪些關鍵環節？

設計師：最關鍵的環節是提高整機的電能轉換效率。95%是電能轉換效率的臨界點，同里微網路由器的目標是96%。設計、調試人員把樣機的36個模塊拆分，將上千個電子元件進行逐個測試，再組裝起來測試，選取最優參數。單測的參數在組裝后會有變化，而且無規律，需要反復測試。最終找到了合適的電力電子器件開關頻率和諧振電容、電感參數，樣機綜合效能達到96%以上。整個工作持續了2個月。

轉換效率提高1個百分點到底能節約多少電呢？對于3兆瓦路由器來說，全年滿負荷運轉可節約50多萬千瓦時，相當于節約220噸標煤。

《亮報》：微網路由器重要的設備有哪些？

設計師：重要設備是閥塔內部的功率子模塊，微網路由器內部有兩個閥塔，分別將10千伏轉變成+750伏和-750伏，每個閥塔上各有18個功率子模塊，整機共有36個功率子模塊。其中有30個功率子模塊處于運行狀態，6個功率子模塊處于冗余熱備用狀態，全部30個功率模塊（每個100千瓦）共同組成了整機的3000千瓦（即3兆瓦）。

部分內容來源于《中國電力百科全書》（第三版）。

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