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中国直流配电技术的发展前景

来源:6165金沙总站-金沙澳门总站官网科技有      发布时间:2014-12-30     

采用直流配电的驱动力

在电源侧,分布式电源主要为光伏发电、风力发电、燃料电池及微型燃气轮机,这些电源发出的电力均为直流电或经简单整流变为直流电,如果这些直流电直接并入直流配电网,则省去了大量的换流环节,从而也降低了功耗。在用电侧,直流配电技术的应用主要体现在用电负荷,包括办公用电、商业用电、居民用电方面。如:办公用电(计算机和办公设备)、商业用电(直流变频空调、电动汽车充电)、居民用电(采用直流变频技术的空调、冰箱、洗衣机)中的很多设备越来越多采用直流电。此外,大规模互联网服务器机房的集中供电、移动通讯公司的服务器机房、发电厂控制机房、变电站控制机房 、电网调度控制机房都采用直流供电方式。

对于用户,虽然直流配电在很多场合优势明显,但从公共网来说,还没有大规模、商业化的直流公共配电网。从负荷发展趋势看,新的能源、新的电力电子技术、新的负荷将驱动未来配电网走向不断创新的发展模式,也将会驱动直流配电网的发展,但能不能形成规模或什么时候能实现?却不是一朝一夕能够实现的。直流配电技术要想在电力系统中得到广泛应用,可能还要有很长的路要走。从技术经济以及充分利用原有交流配电系统存量资产的角度出发,交直流混合配电更有可能成为可行的过渡技术模式。

直流配电技术研究的现状

在输电领域,直流模式传输电力早已是成熟技术,如远距离大容量的直流输电技术。
在配电领域,直流技术推广面临挑战,主要的技术瓶颈有:早期换流器功耗较大,且价格昂贵,在一定程度上延缓了直流配电技术的推广应用。
随着技术进步,新型半导体材料的进步促进了直流配电技术和直流家电产品的发展,使得直流配电技术的应用也开始提到议程。

直流配电技术在国内应用情况

在国内电力系统中,直流配电技术主要应用于大型发电厂升压变电站、 大电网高压变电站一次设备的操作,以及二次设备及通信设备的保安电源。有很多电力大用户已经采用直流配电技术,如电信部门等大型企业的通信机房供电系统、船舶供电系统和城轨铁路交通供电系统、适用于居民住宅带热电联产系统的的低压双极型直流微网(2008 )。
国内直流配电技术的研究主要集中在科研院所与高等院校,中国电力科学研究院、浙江大学、清华大学、华北电力大学、华中科技大学、北京交通大学等从直流配电技术的规划与设计、直流配电系统调度与运行、直流配电的控制与保护、直流配电关键设备研制、直流配电系统的技术经济与能效分析等方面,都开展了广泛的研究工作。

直流配电的主要技术优势

优势一:节省线路走廊,成本低,更易实现系统扩容。
优势二:传输效率高,线路损耗小。
优势三: 提高系统电能质量。
优势四:更易实现系统功率分配。
优势五:有助于可再生能源和储能设备灵活、方便地接入。

直流配电线路的损耗低,传输效率高,节省线路走廊;相比于传统交流配电系统,直流配电系统更容易实现系统扩容和故障隔离;直流配电系统理论上不需输送无功功率,原则上也不需进行无功补偿,可减少相应的设备投资。

直流配电系统便于可再生能源和储能设备灵活、方便地接入;直流配电技术与储能相结合可提高供电可靠性与电能质量。

目前,国内外对于直流配电网的研究仍处于起步阶段,直流配电技术从规划设计、调度运行、控制与保护、关键设备、经济分析等方面还有大量问题需求研究,另外,公共直流配电网的商业化实践几乎还是空白,许多关于直流配电技术的研究成果并没有得到实践的检验,还需要不断完善,借鉴国外经验开展相关试验项目,探索适合6165金沙总站国国情的直流配电适用技术及运行模式。

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