隨著發(fā)電與用電形式的多樣化，配電網在電力系統(tǒng)中扮演的角色愈發(fā)重要。各種分布式新能源的高效消納、能源的協(xié)調調配，以及用戶側的高質供給等都經由配電網來完成，為此發(fā)展智能配電系統(tǒng)已成為國內外的共識。

柔性多狀態(tài)開關可以滿足智能配電網分布式能源的消納、高供電可靠性等定制電力需求，因此被視為提升供電靈活性及可靠性的關鍵配電裝備。針對我國城鄉(xiāng)配電網發(fā)展薄弱的現(xiàn)狀，柔性多狀態(tài)開關技術的應用還有望提升中壓線路聯(lián)絡率，構建堅強的負荷轉移通道，改善電能質量等。

目前，對柔性多狀態(tài)開關的研究尚處于初級階段。Bloemink[4]等于2010年首次提出類似于柔性多狀態(tài)開關的概念。國內，天津大學王成山教授團隊較早提出柔性多狀態(tài)開關的應用前景。柔性多狀態(tài)開關是一種電力電子裝置，它能夠準確完成其所連接兩端有源系統(tǒng)的有功功率和無功功率的交換。

柔性多狀態(tài)開關的使用徹底改變了傳統(tǒng)配電網閉環(huán)設計、開環(huán)運行的工作模式，相較于傳統(tǒng)聯(lián)絡開關（Traditional Contact Switch, TS），其避免了因開關頻繁變位引起的安全隱患，同時給配電網絡的智能化運行帶來了諸多益處。

文獻[4,6]闡述了柔性多狀態(tài)開關改善分布式電源消納能力等的應用。文獻[7]介紹了配電網系統(tǒng)中電力電子裝備的應用。文獻[8]分析了柔性多狀態(tài)開關對分布式電源發(fā)揮的作用。文獻[9]對柔性多狀態(tài)開關在智能配電網互聯(lián)的技術進行了分析和展望。

上述文獻僅對柔性多狀態(tài)開關做一般性介紹，并未對其應用詳細研究。本文在已有文獻的基礎上，對柔性多狀態(tài)開關進行建模分析，并對不同電壓等級、電網頻率、電壓相位柔性互聯(lián)進行仿真驗證。

圖1 常開聯(lián)絡開關

圖2 柔性多狀態(tài)開關

結論

柔性多狀態(tài)開關作為一種代替?zhèn)鹘y(tǒng)聯(lián)絡開關的電力電子裝備，被視為提升供電靈活性及可靠性的關鍵配電裝備，有助于實現(xiàn)配電網的智能化。柔性多狀態(tài)開關的使用徹底改變了傳統(tǒng)配電網中閉環(huán)設計、開環(huán)運行的工作模式。本文通過對柔性多狀態(tài)開關的數(shù)學模型分析和仿真，可得以下結論：

1）柔性多狀態(tài)開關中，VSC1采用定P控制+定Q控制，VSC2采用定udc控制+定Q控制，整個柔性多狀態(tài)開關系統(tǒng)可以實現(xiàn)有功功率和無功功率的解耦控制。

2）當兩個配電網網絡的電壓等級、電網頻率及電壓相位不同或三相不平衡時，可通過柔性多狀態(tài)開關實現(xiàn)柔性互聯(lián)，進行能量傳輸和交換，且動態(tài)響應較好。

3）由于柔性多狀態(tài)開關中一個變流器中采用定直流電壓控制，為此，可以將其應用于多端配電網絡的柔性互聯(lián)和能量傳輸。

4）文中介紹了柔性多狀態(tài)開關在低壓配電網絡中的應用，若采用模塊化多電平拓撲，可將其應用于中高壓配電網絡的柔性互聯(lián)。