给电网装上“智能路由器” 硬核科技护航湾区发展
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在横琴粤澳深度合作区二井湾湿地公园，清风徐徐、白鹭掠过水面，过往行人如梭，却鲜少有人留意到，此处加装了一台不起眼的设备——固态变压器，又被称为“可编程的能量路由器”，在它的调度下，发电、储电、用电之间的电能可以在直流网络中按需双向输送，为大湾区城市电网向更灵活、更绿色的方向升级提供了新样板。
在横琴二井湾湿地公园投运的固态变压器，正为公园停车场的充电桩供电
近日，由广东电网珠海供电局自主研发的±10千伏紧凑化经济型中压直流固态变压器在这里完成调试，带负荷正式投运。随着“六网协同”脚步越来越快，南方电网广东电网公司在横琴多地开展固态变压器项目试点建设。
硬核创新：功能灵活 成本下降
在传统配电网中，供电以交流电为主，从电网送到用户，运行方式相对固定。可一旦遇到新需求，它就不够灵活了。比如楼顶装了光伏，发出来的是直流电，想并网，还得先经过逆变器变成交流电。
“传统变压器靠铁芯和线圈工作，主要功能是升降交流电压。它基本是被动传输，不能灵活主动调节，也接不了直流电；电流往哪走、走多少，主要取决于电网和两端设备。如今光伏、储能、充电桩等直流设备越来越多，用电需求越来越复杂，传统变压器就慢慢显得力不从心了。”广东电网直流配用电研究中心副主任陈勇表示。
在固态变压器研发时，项目团队更换了一种思路：以半导体芯片为核心，以极高的频率控制电的通断，把电“切碎”再重新“拼好”。配上控制系统，电往哪流、流多少、以交流还是直流的形式流，都能按需调度——这也正是它被形容为电网“路由器”的原因。
广东电网珠海供电局工作人员对固态变压器开展巡视检查
跟市面上体积大、造价高的其他固态变压器相比，落地横琴的这台1兆瓦固态变压器作为南方电网重点科技项目核心示范成果，研发团队瞄准着“省成本、体积小、智能化”等核心功能进行研发。“我们改进了电路结构，让每个功率模块能扛起更高的电压，模块数量减半；然后大幅削减体积和造价，占地面积和成本同比下降30%以上。这种电路还能快速压住故障电流，响应时间在0.1毫秒以内，让用电更安心。”陈勇解释道。
这台设备还用上了碳化硅芯片，这种第三代半导体材料耐高压、高温，开关更快、损耗更少。研发团队让多颗芯片均匀分担电流，把损耗降到最低，整机最高效率达到98.5%，省下的每一度电都是实打实的节能降碳；经检测运行时噪声低于65分贝，即便安装在游人往来的湿地公园，也不会惊扰这片绿意。
场景应用：从单点示范到全方位发展
在横琴，这台固态变压器与多端口柔性互联装置配合，把几条原本各自为战的线路连成了一张网，线路之间可以互相调剂容量，破解了传达直流配电装备“又大又贵”的行业难题，同时电能损耗小、效率极高。
固态变压器运用到城市里，当某条线路出现故障时，电能可以“绕道”送达，停电范围更小、恢复更快；夏夜用电高峰，各条线路相互支援，空调全开也能用得安心；小区新装充电桩、居民屋顶装光伏，“直连”电网也将更加便捷。把这一思路延伸到产业园区，固态变压器可以搭起一条直流“公共母线”，让光伏、储能、充电桩、数据中心等就近接入、共享同一套能源调度系统，切实推动“多站合一”，让智能电网在“六网协同”中更好发挥作用、夯实能源底座。
未来，固态变压器示范项目将走出横琴，向整个广东电网推广应用，真正从单点示范应用变成系统化、规模性推广应用，在建设一流电力湾区和世界一流企业中，积极发挥新型电网在城市建设方面的基础保障和智慧赋能作用。
