随着可再生能源大规模接入、数据中心及电动汽车等直流负荷的快速增长，传统交流配电网在运行效率、电能质量及供电可靠性方面面临新的挑战。交直流混合配电网作为一种新型电网形态，通过灵活整合交流与直流技术优势，正成为未来智能配电网发展的重要方向。本文旨在探讨其关键技术及开发路径。

一、交直流混合配电网的架构与优势
交直流混合配电网的核心在于通过电力电子变换装置，在配电网中构建出交直流并存的混合供电区域。典型架构包括交流主干网、直流微网以及连接两者的双向AC/DC换流站。其主要优势体现在：

1. 高效接纳分布式能源：光伏、储能等直流源可直接接入直流母线，减少变换环节，提升整体效率。
2. 灵活适配多元负荷：可高效、直接地为数据中心、电动汽车充电桩及现代工业中的大量直流负荷供电。
3. 提升供电能力与电能质量：直流线路无感抗与容抗问题，传输容量大，且能有效隔离交流侧故障与谐波相互影响。
4. 增强系统运行灵活性：通过换流站的快速功率控制，可实现潮流的灵活调节与优化。

二、关键技术挑战与开发现状
交直流混合配电网的开发涉及多项关键技术，目前部分已取得进展，但全面应用仍需攻关。

1. 核心设备技术：

• 电压源型换流器（VSC）：是中压配网级混合电网的关键接口设备。开发重点在于提高其容量、效率、可靠性与经济性，并实现故障穿越、黑启动等高级功能。

• 直流断路器：直流电流无自然过零点，开断困难。快速、可靠的机械式、固态或混合式直流断路器技术是保护系统安全的核心，目前成本与性能仍需优化。

1. 规划与运行控制技术：

• 协同规划方法：需研究考虑源-网-荷-储特性的交直流网络拓扑优化、电压等级序列选择、换流站最优布点与容量配置方法。

• 协调运行与控制：需建立分层分区的协调控制体系。开发适用于混合网络的潮流计算、状态估计、最优潮流、电压无功协调及故障恢复策略。关键在于实现交流子网与直流子网的功率平衡与稳定控制。

1. 保护技术：

• 保护原理与配置：直流侧故障电流上升极快，传统交流保护原理不适用。需研究基于电流微分、电压变化率等新型保护原理，并解决双端供电模式下故障定位难题。

• 保护设备与配合：开发专用的直流保护设备，并与交流侧保护、换流站控制实现整定配合与信息交互，确保选择性、速动性。

1. 标准体系与仿真技术：

• 标准缺失是制约商业化推广的重要因素。亟需在设备、设计、接入、运行、检修等方面建立统一标准与规范。

• 开发能够精确模拟电力电子设备动态、混合网络交互过程的仿真平台，是进行系统分析、控制策略验证的基础工具。

三、未来开发方向与展望
交直流混合配电网的开发是一个系统性工程，未来应聚焦于：

1. 示范工程引领：在工业园区、数据中心集群、高比例可再生能源接入区等典型场景建设示范工程，积累设备运行、系统控制与运维管理经验。
2. 关键技术持续突破：集中攻关大容量低成本换流器、高性能直流断路器、即插即用接口、高可靠性保护系统等核心装备与软件算法。
3. 智能化与数字化赋能：深度融合物联网、大数据与人工智能技术，实现混合配电网的全景感知、智能决策与自适应优化运行。
4. 政策与市场机制创新：完善相关技术标准，探索适应混合电网特点的市场交易与调度机制，激励投资与技术创新。

交直流混合配电网是构建清洁低碳、安全高效现代能源体系的重要技术支撑。尽管面临诸多技术挑战，但随着电力电子技术、材料技术及信息技术的进步，通过产学研用协同攻关与示范应用，其关键技术将日趋成熟，为实现能源转型与新型电力系统建设提供坚实路径。