直流配電網(wǎng)

直流配電網(wǎng)是相對于交流配電網(wǎng)而言的,其提供給負(fù)荷的是直流母線,直流負(fù)荷可以直接由直流母線供電,而交流負(fù)荷需要經(jīng)過逆變設(shè)備后供電,如果負(fù)荷中直流負(fù)荷比例較大,直流配電將會有較大優(yōu)勢。直流配電網(wǎng)線損小,可靠性高、無需相頻控制、接納分布式電源能力強。

直流配電網(wǎng)基本信息

中文名 直流配電網(wǎng) 外文名 DC Distribution
領(lǐng)????域 能源利用 學(xué)????科 電氣工程
特????點 負(fù)荷采用直流配電方式 優(yōu)????點 線損小、可靠性高

直流配電網(wǎng)直流配電網(wǎng)技術(shù)特點

交流配電系統(tǒng)面臨著線路損耗大、電壓瞬時跌落、電壓波動、電網(wǎng)諧波、三相不平衡現(xiàn)象加劇等一系列電能質(zhì)量問題,迫切需要改變現(xiàn)有的配網(wǎng)結(jié)構(gòu),從而引入了直流配電網(wǎng)概念。直流配電網(wǎng)具有以下優(yōu)勢 :

(1)直流配電網(wǎng)的線路損耗小??紤]交流電纜金屬護套渦流造成的有功損耗和交流系統(tǒng)的無功損耗,當(dāng)直流系統(tǒng)線電壓為交流系統(tǒng)的2倍時,直流配電網(wǎng)的線損僅為交流網(wǎng)絡(luò)的15%到50%。雖然交流系統(tǒng)可通過無功補償?shù)却胧﹣斫档途€損,但這將大大增加系統(tǒng)的建設(shè)成本和復(fù)雜性。直流配電網(wǎng)采用的電壓源換流器和直流變壓器,一般采用基于絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù),因此通態(tài)損耗和開關(guān)損耗較大,所以其電能轉(zhuǎn)換效率略低于交流變壓器。但直流配電網(wǎng)的線損遠(yuǎn)低于交流配電網(wǎng),且隨著電力電子技術(shù)與器件的發(fā)展,其換流器的通態(tài)損耗與開關(guān)損耗不斷降低,因此直流配電網(wǎng)的總體效率存在很大的上升空間,未來可能超越交流配電網(wǎng)。

(2)直流配電網(wǎng)供電可靠性高。交流配電一般采用三相四線或五線制,而直流配電只有正負(fù)兩極,兩根輸電線路即可,線路的可靠性比相同電壓等級的交流線路要高。當(dāng)直流配電系統(tǒng)發(fā)生一級故障時,另一級可與大地構(gòu)成回路,不會影響整個系統(tǒng)的功率傳輸。當(dāng)發(fā)生常見的單相或單極瞬時接地故障時,直流系統(tǒng)比交流系統(tǒng)響應(yīng)更快、恢復(fù)時間更短,且可通過多次啟動或降壓運行來消除故障確保系統(tǒng)的正常運行。對于低壓直流配電系統(tǒng),可以采用多母線冗余結(jié)構(gòu)來保證更高的供電可靠性。由于接入了電力電子變換器使得直流配電系統(tǒng)內(nèi)可以形成獨立的保護區(qū)域,其故障不會波及到外部系統(tǒng)。此外,相較交流配網(wǎng)而言,直流配網(wǎng)更便于超級電容,蓄電池等儲能裝置的接入,從而提高其供電可靠性與故障穿越能力。

(3)不涉及相位、頻率控制,和無功功率及交流充電電流等問題。交流系統(tǒng)運行時需要控制電壓幅值、頻率和相位,而直流系統(tǒng)則只需要控制電壓幅值,不用涉及頻率穩(wěn)定性問題,沒有因無功功率引起的網(wǎng)絡(luò)損耗,也沒有因集膚效應(yīng)產(chǎn)生的損耗等問題。此外,配電網(wǎng)采用電纜線路己經(jīng)成為趨勢。但電纜沿線電容大,因此,傳送交流電時會產(chǎn)生很大的電容充電電流,既降低了線路輸電容量,也增加了線路損耗。而采用直流供電,上述問題都可以避免。

(4)直流配電網(wǎng)便于分布式電源、儲能裝置等接入。未來的配電網(wǎng)應(yīng)能夠兼容風(fēng)能、太陽能等大規(guī)模的分布式電源并網(wǎng)。光伏電池等發(fā)出的是一種隨機波動的直流電,需要DC/DC, DC/AC換流器,并配置適當(dāng)?shù)膬δ苎b置和復(fù)雜的控制系統(tǒng)等才能實現(xiàn)交流并網(wǎng);風(fēng)電等則是一種隨機波動的交流電,同樣需要AC/DC/AC換流器,并配置適當(dāng)?shù)膬δ苎b置和復(fù)雜的控制系統(tǒng)才能實現(xiàn)交流并網(wǎng);各種儲能裝置,如蓄電池、超級電容器、作為分布式儲能單元的電動汽車充電站等,本身就是以直流電形式工作,需要雙向DC/AC接入交流電網(wǎng)。而在直流配電網(wǎng)情況下,實現(xiàn)分布式電源并網(wǎng)發(fā)電及儲能等接口設(shè)備與控制技術(shù)要相對簡單得多。

(5)具有環(huán)保優(yōu)勢。直流線路的“空間電荷效應(yīng)”使電暈損耗和無線電干擾都比交流線路小,產(chǎn)生的電磁輻射也小,具有環(huán)保優(yōu)勢。直流輸電的兩條極性相反的架空線通常相臨排布,兩條電纜電流的大小相同,方向相反,且相距很近,所以,其對外界產(chǎn)生的磁場可以等效為0,相互抵消。而交流輸電系統(tǒng)采用三相制,所以,其產(chǎn)生的磁場強度和磁場范圍比直流輸電線路大很多,且對人體和其他動植物產(chǎn)生的危害較直流更大。

直流配電網(wǎng)DC較AC配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢

如今,用戶側(cè)越來越多的負(fù)荷,如計算機、通信和家用電器等設(shè)備的內(nèi)部供電都是基于直流電壓。而目前的配電網(wǎng)系統(tǒng)的用戶側(cè)接入電壓是通過變壓器降壓得到的交流電壓,因此,用戶側(cè)設(shè)備的電源一般都需要在輸入側(cè)引入單相整流器(AC/DC)來把配電變壓器的交流電壓整流成直流電壓,然后再經(jīng)過直流斬波器(DC/DC)變換成所需要的直流電壓為負(fù)載供電。將目前交流配電系統(tǒng)與經(jīng)交流配電系統(tǒng)改造后的直流配電系統(tǒng)進行了對比分析如圖1、圖2所示。

通過將原來的交流配電系統(tǒng)改造為直流配電系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢 :

(1)使得電力電子通信設(shè)備、照明負(fù)荷等直流用電設(shè)備直接或通過一級DC/DC就可接入直流母線,省去了AC/DC環(huán)節(jié)。

(2)如果選定合適的直流母線電壓等級,光伏電池等直流分布式電源就可直接接入母線,而不必通過大量復(fù)雜的DC/AC逆變等裝置。而對于風(fēng)力發(fā)電等交流分布式電源則也只需一級較為簡單的整流環(huán)節(jié),再通過DC/DC轉(zhuǎn)換成給定的直流電壓即可。

(3)可在直流母線處引入大容量的蓄電池組和超級電容器作為系統(tǒng)備用,一方面可作為電動汽車的動力電池,另一方面也可從一定程度上提高配電系統(tǒng)自身的可靠性。而對于傳統(tǒng)交流配電系統(tǒng),蓄電池組備用電源需要逆變裝置才能并網(wǎng),無疑增加了成本、降低了效率。

通過比較這兩種不同形式的配電系統(tǒng),很容易發(fā)現(xiàn)直流配電系統(tǒng)省去了大量分散的整流器(AC/DC)和并網(wǎng)逆變器(DC/AC),簡化了配網(wǎng)結(jié)構(gòu),提高了系統(tǒng)效率和可靠性,并大大降低了成本。使得以太陽能和風(fēng)機為代表的可再生能源并網(wǎng)變得更便捷和經(jīng)濟,并為今后LED照明和電動汽車的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

直流配電網(wǎng)造價信息

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材料名稱 規(guī)格/型號 市場價
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行情 品牌 單位 稅率 供應(yīng)商 報價日期
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通過對直流配電網(wǎng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及技術(shù)特點的了解,可知直流配電網(wǎng)比交流配電網(wǎng)有更好的性能,不僅可提高供電可靠性,減小線路損耗,且不涉及相位、頻率控制和無功功率等問題,同時也為分布式電源的接入提供了良好的條件。分布式電源的普及為直流配電網(wǎng)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ),其根本原因在于分布式電源并入直流配電網(wǎng)可以節(jié)省大量的換流器件。DG一般與當(dāng)?shù)嘏潆娋W(wǎng)絡(luò)并網(wǎng)運行,如35kV,IOkV和380/220V,對直流配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電壓等級等有著多方面影響,因此對分布式電源的特性及其并入直流配電網(wǎng)的方式進行了闡述分析。

較為常見的分布式電源主要有光伏電池、燃料電池、風(fēng)力機和燃?xì)廨啓C等,這些分布式電源都采用非常環(huán)保清潔的發(fā)電方式,具有很大的發(fā)展前景 。

而且這些電源產(chǎn)生的電能均為直流電或經(jīng)過簡單整流后變?yōu)橹绷麟姟R虼?,分布式電源并入直流配電網(wǎng)將節(jié)省大量的換流環(huán)節(jié)。圖3是一個較為典型兼容分布式電源的直流配電系統(tǒng)。其中包括直流發(fā)電的分布式電源:光伏發(fā)電、燃料電池和交流發(fā)電的分布式電源:風(fēng)力發(fā)電和微型燃?xì)廨啓C。這些分布式電源通過各自相應(yīng)的變換器與系統(tǒng)的直流母線相連。直流母線通過雙向DC/AC變換器與交流主網(wǎng)進行能量交換,通過雙向DC/DC變換器與儲能單元進行能量交換,通過DC/AC逆變器給交流負(fù)載供電,通過DC/DC變換器給直流負(fù)載供電。

近年來高壓直流輸電技術(shù)逐漸成熟,并且己廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中,換流器、濾波器、斷路器等各方面發(fā)展也較為成熟,直流輸電網(wǎng)比交流輸電網(wǎng)更加穩(wěn)定,采用直流模式建設(shè)大電網(wǎng)可以從根本上消除交流電網(wǎng)的穩(wěn)定性問題;因此低壓直流配電技術(shù)逐漸受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。

20世紀(jì)70年代世界范圍內(nèi)的能源危機爆發(fā)后,環(huán)境污染、能源短缺等問題受到了全世界各國的普遍關(guān)注,分布式電源憑借著負(fù)荷變動靈活、供電可靠性高、輸電損失小以及便于可再生能源應(yīng)用等諸多優(yōu)勢,在國內(nèi)外受到越來越多的關(guān)注。這些分布式電源的發(fā)展對直流配電系統(tǒng)的發(fā)展起著巨大推動作用。分布式電源的接入使得傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)由單一的供電形式,擴展出了發(fā)電的功能。典型的分布式電源主要有直流發(fā)電的光伏電池和交流發(fā)電的風(fēng)機等,光伏發(fā)電產(chǎn)生的是直流電,由于其存在波動性,一般要經(jīng)過DC/DC和DC/AC兩級變換器才能并入傳統(tǒng)的交流配電網(wǎng);而風(fēng)力機雖然是以交流形式產(chǎn)生電能,和光伏電池類似,產(chǎn)生的交流電通常也不穩(wěn)定,一般需要經(jīng)過AC/DC和DC/AC兩級變換器才能并入交流配電網(wǎng)。倘若這些分布式電源直接接入直流配電網(wǎng),則可以省略上述的DC/AC逆變環(huán)節(jié),不僅減小了成本、還降低了損耗 。

另外,電力電子技術(shù)的快速發(fā)展使得用戶的用電方式發(fā)生了較大的變化。一方面,家用旋轉(zhuǎn)電器如:空調(diào)、冰箱、洗衣機等都應(yīng)用了電力電子變頻技術(shù),在交流配電網(wǎng)中,這些電器需要經(jīng)過AC/DC/AC兩級變換才能達(dá)到變頻。而對于直流配電網(wǎng)來說,則只需進行DC/AC轉(zhuǎn)換,從而省略了ACIDC整流環(huán)節(jié),降低變換器損耗的同時還減小了成本 。

直流配電網(wǎng)常見問題

近年來,高壓直流輸電技術(shù)廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中,低壓直流配電技術(shù)也逐漸受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。直流配電網(wǎng)在輸送容量、可控性及提高供電質(zhì)量、減小線路損耗、隔離交直流故障以及可再生能源靈活、便捷接入等方面具有比交流更好的性能,可以有效提高電能質(zhì)量、減少電力電子換流器的使用、降低電能損耗和運行成本、協(xié)調(diào)大電網(wǎng)與分布式電源之間的矛盾,充分發(fā)揮分布式能源的價值和效益。國外許多國家如:美國、日本、歐洲和韓國等都已經(jīng)開始了直流配電系統(tǒng)的研究和介紹。

2000年,美國通用電氣照明Weizhong Tang和威斯康辛大學(xué)麥迪遜分校電子與計算機工程學(xué)院的R.H.Lasseter研究了沒有中央控制單元的工業(yè)低壓直流配電系統(tǒng) 。2003年,北卡羅來納大學(xué)就以DC艦船配電系統(tǒng)為例探討了直流配電應(yīng)用于工業(yè)系統(tǒng)時的機遇和挑戰(zhàn)。2007年,美國弗吉尼亞理工大學(xué)CPES中心提出了"Sustainable Building Initiative(SBI)”研究計劃,主要為未來住宅和樓宇提供電力,隨著研究的深入,CPES于2010年將SBI發(fā)展為SBN。2011年,美國北卡羅來納大學(xué)提出了“The Future Renewable Electric Energy Delivery and Management (FREEDM)”系統(tǒng)結(jié)構(gòu),用于構(gòu)建未來自動靈活的配電網(wǎng)絡(luò)。

2004年,日本東京工業(yè)大學(xué)等機構(gòu)就提出了基于直流微電網(wǎng)的配電系統(tǒng)構(gòu)想,并實現(xiàn)了一套10kW直流配電系統(tǒng)樣機。2007年,日本大阪大學(xué)提出了一種低壓雙極型結(jié)構(gòu)的直流配電系統(tǒng),并對其基礎(chǔ)特性進行了研究。2010年對適用于居民住宅的直流配電系統(tǒng)損耗進行了評估,并與交流系統(tǒng)做了比較 。

韓國政不少專門成億了智能微電網(wǎng)研究中心,投資約272萬美元計劃于2011年3月前建起直流微電網(wǎng)巨網(wǎng)供電系統(tǒng),研究的重點集中在直流電分配、功率變換器和控制及通信系統(tǒng)三方面。項目由韓國明知大學(xué)Byung Moon Han教授負(fù)責(zé)實施 。

自2009年開始,國內(nèi)相關(guān)單位例如:清華大學(xué),華北電力大學(xué),浙江大學(xué),逐步對直流配電網(wǎng)展開了相關(guān)研究。2012年,中國還以深圳供電局為主成立了城市電網(wǎng)先進技術(shù)研究中心,計劃于2012年至2015年建立柔性直流配電技術(shù)實驗室,并實施柔性直流配電相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研究。各國對直流配網(wǎng)的研究都還處在試驗探索階段,對直流配網(wǎng)的深入研究,尤其是對直流配電網(wǎng)接入電網(wǎng)裝置的研究接近空白,研究重點多集中在以直流微電網(wǎng)為核心的低壓直流配電網(wǎng)方面。但可以預(yù)見的是,直流配電網(wǎng)將以其強大的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢而擁有廣闊的發(fā)展前景 。

直流配電系統(tǒng)的未來趨勢應(yīng)包括中壓配電網(wǎng)和用戶側(cè)低壓配電網(wǎng)的公共配電網(wǎng)絡(luò),即中壓直流配電系統(tǒng)和低壓直流配電系統(tǒng)。其中直流配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和電壓等級的選擇是直流配電網(wǎng)的重要因素。

確定直流配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有以下幾點需要注意 :

(1)直流配電系統(tǒng)必須能夠與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行,所以并網(wǎng)變換器必須具有功率雙向流動的特性,以便將DG發(fā)出的過剩能量傳輸給交流電網(wǎng);

(2)直流配電系統(tǒng)必須能夠為負(fù)載提供較為穩(wěn)定的電壓;

(3)直流配電系統(tǒng)必須具有較高的安全可靠性。

直流配電網(wǎng)中壓直流配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

與多端直流輸電技術(shù)相比,直流配電技術(shù)更關(guān)注直流入戶的實現(xiàn),必然涉及多級直流配電及供電可靠性、電能質(zhì)量等問題,如中壓直流配電網(wǎng)中的部分電能,需經(jīng)直流變壓器等直流降壓裝置送到低壓直流配電網(wǎng)后再供用戶使用,因此其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工程實現(xiàn)相對而言比多端直流輸電要復(fù)雜得多。其基本的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有環(huán)狀、放射狀與兩端配電3種,如圖4~圖6所示。

交流電網(wǎng)、分布式電源、儲能設(shè)備、交直流工業(yè)負(fù)載等各類電源與負(fù)載,根據(jù)自身要求經(jīng)不同類型的適配器接入不同電壓等級的直流配電網(wǎng)。各類交、直流電源產(chǎn)生的電能,分別經(jīng)VSC和DC/DC換流器轉(zhuǎn)換成一定電壓等級的直流電并通過直流配電網(wǎng)輸送到各負(fù)載端,再經(jīng)VSC或DC/DC換流器分別轉(zhuǎn)換成交流或直流電為相應(yīng)的交流或直流負(fù)載供電。一般來講,與交流大電網(wǎng)連接的VSC具備能量雙向流動的功能,以便實現(xiàn)直流配電網(wǎng)與交流大電網(wǎng)之間的電能交換與功率平衡;連接儲能設(shè)備的DC/DC換流器涉及充、放電,同樣也是雙向型的。通常來說,環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)及兩端配電網(wǎng)絡(luò)的供電可靠性相對較高,但故障識別及保護控制配合等也相對困難,放射狀網(wǎng)絡(luò)供電可靠性相對較低,但故障識別及保護控制配合等相對容易。選定直流配電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)需要綜合考慮直流配電網(wǎng)供電可靠性、供電范圍牌離)及投資等實際工程需要。一般情況下,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)主要用于直流輸電,而樹狀結(jié)構(gòu)主要用于直流配電。

直流配電網(wǎng)低壓直流配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

(1)按上層傳輸方式分類

低壓直流配電網(wǎng)即用戶側(cè)直流配電網(wǎng)。按上層傳輸方式分類,配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為兩類。如圖7所示,交流傳輸、直流傳輸?shù)腄C配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

由于目前各國對直流配電網(wǎng)的研究都還處在試驗探索階段,對直流配電網(wǎng)的深入研究,尤其是對直流配電網(wǎng)接入電網(wǎng)裝置的研究及其關(guān)鍵設(shè)備的研制目前接近空白,因此,現(xiàn)在大部分的研究都集中在如圖7中(a)所示的上層為交流傳輸?shù)牡蛪褐绷髋潆娤到y(tǒng);圖7中(b)所示的直流配電系統(tǒng)將是未來的發(fā)展方向。

(2)按交流負(fù)荷供電方式分類

按交流負(fù)荷供電方式分類可分為兩種:集中型供電模式和模塊式的輻射型供電模式。集中式低壓直流配電系統(tǒng)參見圖8中(a),兩個交流系統(tǒng)靠一條直流線路相連。用戶與直流系統(tǒng)相連,多個用戶從一個變流器取電。輻射型參見右圖8中(b)。用戶不直接與直流系統(tǒng)相連,每一個用戶對應(yīng)一個變流器。

1)集中式供電模式是類似于高壓直流輸電的直流配電系統(tǒng)。多個用戶從一個變流器取電,此種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單,變流器效率高,但其擴展和冗余能力較差,不適宜分布式電源的接入,且變流器容量大、負(fù)擔(dān)重、可靠性也會降低。適用于電源和負(fù)荷均比較集中的情況。

2)模塊式直流配電系統(tǒng)。用戶間接與直流系統(tǒng)相連,每個用戶作為一個單獨模塊各自對應(yīng)一個變流器,此種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)擴展能力和冗余能力都很強,但變流器效率低。適用于電源和負(fù)荷均比較分散的情況。

直流配電系統(tǒng)有利于分布式電源并網(wǎng)和直流負(fù)荷用電,通常分布式電源由于地理環(huán)境因素,安裝會比較分散;低壓直流配電網(wǎng)的直流用戶可直接通過變換器從直流母線上取電,故用戶也可比較分散;為了兼容更多的分布式電源和負(fù)荷接入系統(tǒng),就必須充分考慮到系統(tǒng)的擴展性,因此,直流配電系統(tǒng)適合采用輻射型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

直流配電網(wǎng)結(jié)語

近年來高壓直流輸電技術(shù)逐漸成熟,并且己廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中,換流器、濾波器、斷路器等各方面發(fā)展也較為成熟,采用直流模式建設(shè)大電網(wǎng)可以從根本上消除交流電網(wǎng)的穩(wěn)定性問題。因此,低壓直流配電技術(shù)逐漸受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。以風(fēng)能、太陽能等為代表的分布式發(fā)電技術(shù)作為綜合利用現(xiàn)有的可再生能源的理想方式,日益受到電力行業(yè)和研究學(xué)者的關(guān)注,并已經(jīng)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著DG技術(shù)的日益成熟,越來越多的分散在用電負(fù)荷附近的分布式電源接入配電系統(tǒng),但是風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電都是間歇性電源,發(fā)出的功率是隨風(fēng)速、光照等外界因素變化的,因此存在穩(wěn)定性和效率低等先天性的缺陷。如果考慮將其接入交流配電系統(tǒng),又將因分布發(fā)電與現(xiàn)存交流配電網(wǎng)在基本特性上的差異可能會加劇這種不穩(wěn)定性。基于電力電子變換器的直流配電結(jié)構(gòu)研究日益廣泛,通過將分布式電源接入直流結(jié)構(gòu)的配電系統(tǒng)中,并配合混合儲能裝置,來提高系統(tǒng)的可靠性和電能質(zhì)量。

直流配電網(wǎng)展望

根據(jù)國外研究可知,直流配電網(wǎng)在供電容量、線路損耗、電能質(zhì)量、無功補償以及適于范圍等方面都明顯優(yōu)于交流配電網(wǎng)。因此將具有低投入、低損耗、高可靠性的分布式電源接入直流配電網(wǎng)中勢必會成為了電力領(lǐng)域的一個重要的發(fā)展方向。但是,大量分布式電源的滲入同時也給直流配電網(wǎng)的規(guī)劃和運行帶來了很多的不確定性因素。因此,對于含分布式電源的直流電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)規(guī)劃問題有待進一步的分析與研究,以盡量減小分布式電源對配電網(wǎng)帶來的負(fù)面影響。對于含分布式電源的直流配電網(wǎng)未來的研究方向,闡述如下:

(1)關(guān)于直流配電網(wǎng)的研究還僅僅處于定性階段,僅僅從證明了此概念在某些方面對于交流配電網(wǎng)具有一定的優(yōu)越性。但其優(yōu)越性究竟如何,相比目前的配電系統(tǒng)到底有多大的優(yōu)勢,對連接的交流電網(wǎng)的影響到底有多大,都需要迫切的解決。

(2)對于以太陽能、風(fēng)能等作為一次能源的分布式發(fā)電技術(shù),其輸出的有功功率不同于傳統(tǒng)發(fā)電廠,會隨著溫度、光照、風(fēng)速等自然條件的變化而產(chǎn)生明顯的波動,且無法對其進行有效的調(diào)節(jié)。因此,為了建立相應(yīng)的模型,有必要對著類分布式能源隨氣象變化的規(guī)律和統(tǒng)計特性加以研究。

(3)所提到的直流配電系統(tǒng),只是針對風(fēng)力發(fā)電一種情況進行分析和仿真,沒有考慮其他發(fā)電方式的功率補償方案,該方面有待進一步的研究。

直流配電網(wǎng)文獻(xiàn)

交流配電網(wǎng)與直流配電網(wǎng)的經(jīng)濟性比較 交流配電網(wǎng)與直流配電網(wǎng)的經(jīng)濟性比較

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交流配電網(wǎng)與直流配電網(wǎng)的經(jīng)濟性比較

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電力系統(tǒng)的電源輸出效率是電力系統(tǒng)在供電過程中要考慮的重點問題,如果電力系統(tǒng)內(nèi)部的傳輸造價過高的話,將會給電力系統(tǒng)帶來不利影響,對用戶的正常用電也會帶來干擾。針對這樣的情況,就需要電力系統(tǒng)的兩種電流傳輸方式進行比較。與此同時,由于整個電力系統(tǒng)是一個龐大的系統(tǒng),這就導(dǎo)致整個電力系統(tǒng)在運行的過程中,所采用的輸電方式要進行相關(guān)的考慮分析研究。針對這樣的問題,本文將重點分析交流配電網(wǎng)與直流配電網(wǎng)的經(jīng)濟性問題,并對兩種傳輸方式的適合條件進行總結(jié)研究。

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隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,近年來,柔性交直流配電網(wǎng)研究與示范方興未艾。本專著在柔性變電站的研究與工程應(yīng)用的基礎(chǔ)上,提出基于柔性變電站的交直流配電網(wǎng)成套設(shè)計研究,對于推動基于柔性變電站的交直流配電網(wǎng)設(shè)計技術(shù)及設(shè)計流程的標(biāo)準(zhǔn)化有重要意義。

本專著共分 11 章,分別為概述、成套設(shè)計輸入條件分析、直流電壓等級選擇、電氣主接線及接地型式選擇研究、潮流計算分析、暫態(tài)電流分析、過電壓與絕緣配合、一次關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計與運行特性、控制保護系統(tǒng)、自動化與監(jiān)控系統(tǒng)研究和系統(tǒng)功能檢測,為基于柔性變電站的交直流配電網(wǎng)成套設(shè)計提供理論和方法指導(dǎo)。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件規(guī)定了直流配電網(wǎng)控制保護設(shè)備的工廠試驗、出廠試驗與現(xiàn)場試驗等的內(nèi)容與要求。

本指導(dǎo)性技術(shù)文件適用于直流配電網(wǎng)控制保護設(shè)備的試驗系統(tǒng)搭建、試驗項目制定與試驗驗收等工作。

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