配電網能量路由中的電能路由器是如何在主動配電網中優化運作的？電能路由器各端口與不同配電網中單條母線互聯，進而才能實作不同

配電網能量路由中的電能路由器是如何在主動配電網中優化運作的？

電能路由器各端口與不同配電網中單條母線互聯，進而才能實作不同配電網之間的能量互濟。但是這種方式較少考慮電能路由器對單個配電網潮流優化能力的強化，應當加以重視。

電能路由器的端口可以分為配網端口、路由端口和多能端口，對應的輸出功率分别為PUi、PRj和PMk。各端口數量可以按需求配置，考慮電能路由器電能轉換環節的全部損耗為Ploss，則電能路由器的功率平衡關系。

1.電能路由器三類端口具體功能設計如下：

1）配網端口：實作電能路由器與主動配電網重要母線的互聯。當配網端口與配電網的互聯線越多且合理分布時，電能路由器對主動配電網的潮流優化能力将越強，同時主動配電網對新能源出力波動承受能力增強，進而新能源的消納能力也将提升。

考慮電能路由器的建設成本比較高，需要設計一定的優化配置政策，控制電能路由器的配網端口數量在合理範圍内，将有限的配網端口與主動配電網的某些重要母線連接配接。

2）路由端口：實作電能路由器之間的端對端能量互濟這一重要場景。考慮電力充分市場化的場景，電源與負荷将具有同等的市場地位。在高比例新能源接入下，通過電能路由器聚合的等效電源在不同時段下将具有不同的電能品質和售電電價。

電能路由器首先将所轄配電網整體聚合為電源或者負荷，然後通過路由端口進行端對端電能交易，實作不同配電網之間的能量互濟。

3）多能端口：實作直流微網、電動汽車充電站以及綜合能源系統等的接入。其中綜合能源系統經由能源集線器接入。多能端口是典型電能路由器所具有的，用于豐富電能路由器的可排程資源。

總之，本文所設計的電能路由器端口需求方案保留了多端口的結構，凸顯了電能路由器之間端對端能量互濟以及電能路由器對主動配電網的潮流優化場景。

與典型潮流優化相關場景的區分

潮流優化方面，FR常用于輸電網中，側重實作交流支路的潮流控制，降低線路擁塞，但是各端口的交流耦合限制了潮流控制靈活性。

總體而言：

1）潮流路由器和多端直流輸電考慮的輸電系統。

2）當配電網配置單台本文所提電能路由器且裝置通過多點與配電網互聯實作潮流優化時，僅SOP研究場景與本文研究類似，而SOP則側重進行饋線末端的互聯。

3）當配電網配置本文所提電能路由器進行端對端電能互濟，來促進新能源在同一電壓等級側的消納時，SOP不适用。

2.電能路由器的分層結構

資訊網際網路采用了分層的協定結構，底層包含實體層、鍊路層、網絡層，可以實作資料的内部交換與外部傳遞，實作了高效的資訊處理與傳輸。

電能路由器的内部結構也可以采用分層思想，對電能路由器的配網端口、路由端口和多能端口進行實體的相對獨立設計。

是以，考慮主動配電網中電能路由器接入場景，本文所設計的電能路由器功能上分為5層：配網接口層、緩沖層、路由層、轉發層和多能接口層。相應功能如下：

1）配網接口層：用來實作電能路由器對配電網重要母線的互聯，配合路由層實作電能的轉移。

對配電網重要母線處的電壓和功率進行調節，實作配電網網絡層面的能量路由，達到配電網的有功與無功潮流優化的目的，進而促進新能源的安全接入與高比例消納。

2）緩沖層：類比資訊路由器的緩存，配置小容量的儲能裝置來協助端對端能量互濟的執行。目前電能路由器配置的儲能側重協助微網系統的能量平衡，應用場景與本文研究存在差異，故稱為“緩沖層”而非“儲能層”，便于區分。

3）路由層：為電能路由器之間的端對端互聯提供接口，進而通過路由層實作配電網之間的端對端能量互濟。

當所轄配電網存在過剩電能時，可通過配網接口層将過剩電能轉移到電能路由器，然後通過路由層進行端對端電能交易，出售給電能短缺的配電網；

4）轉發層：當不相鄰的電能路由器之間進行電能交易時，若本電能路由器處于該電能傳輸路徑中，其轉發層将協助電能傳輸路徑的改變，将某個端口接收到的電能直接轉發到目标線路上，輔助既定路徑下電能傳輸的實作，避免擁塞和降低傳輸損耗。

筆者觀點

總之，考慮儲能裝置的投資成本，不宜配置過大的容量，本文将緩沖層的應用場景設定為輔助實作電能路由器能量路由指令的執行，僅對日内短時間及以下時間尺度的電能波動進行平抑。

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