直流配電網(wǎng)直流配電網(wǎng)優(yōu)勢(shì)

直流配電網(wǎng)直流配電網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)

交流配電系統(tǒng)面臨著線路損耗大、電壓瞬時(shí)跌落、電壓波動(dòng)、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(shì) ：

（1）直流配電網(wǎng)的線路損耗小?？紤]交流電纜金屬護(hù)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(shí)，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(bǔ)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(jí)的交流線路要高。當(dāng)直流配電系統(tǒng)發(fā)生一級(jí)故障時(shí)，另一級(jí)可與大地構(gòu)成回路，不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的功率傳輸。當(dāng)發(fā)生常見的單相或單極瞬時(shí)接地故障時(shí)，直流系統(tǒng)比交流系統(tǒng)響應(yīng)更快、恢復(fù)時(shí)間更短，且可通過多次啟動(dòng)或降壓運(yùn)行來消除故障確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。對(duì)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(dú)立的保護(hù)區(qū)域，其故障不會(huì)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(jí)電容，蓄電池等儲(chǔ)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(yùn)行時(shí)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(shì)。但電纜沿線電容大，因此，傳送交流電時(shí)會(huì)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(chǔ)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(jī)波動(dòng)的直流電，需要DC/DC, DC/AC換流器，并配置適當(dāng)?shù)膬?chǔ)能裝置和復(fù)雜的控制系統(tǒng)等才能實(shí)現(xiàn)交流并網(wǎng);風(fēng)電等則是一種隨機(jī)波動(dòng)的交流電，同樣需要AC/DC/AC換流器，并配置適當(dāng)?shù)膬?chǔ)能裝置和復(fù)雜的控制系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)交流并網(wǎng);各種儲(chǔ)能裝置，如蓄電池、超級(jí)電容器、作為分布式儲(chǔ)能單元的電動(dòng)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(shí)現(xiàn)分布式電源并網(wǎng)發(fā)電及儲(chǔ)能等接口設(shè)備與控制技術(shù)要相對(duì)簡(jiǎn)單得多。

（5）具有環(huán)保優(yōu)勢(shì)。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(shì)。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(duì)外界產(chǎn)生的磁場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)范圍比直流輸電線路大很多，且對(duì)人體和其他動(dòng)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(shì)

如今，用戶側(cè)越來越多的負(fù)荷，如計(jì)算機(jī)、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(jìn)行了對(duì)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(shì) ：

（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(jí)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(jí)，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(duì)于風(fēng)力發(fā)電等交流分布式電源則也只需一級(jí)較為簡(jiǎn)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(jí)電容器作為系統(tǒng)備用，一方面可作為電動(dòng)汽車的動(dòng)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(duì)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(jiǎn)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(jī)為代表的可再生能源并網(wǎng)變得更便捷和經(jīng)濟(jì)，并為今后LED照明和電動(dòng)汽車的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

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(guó)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(yùn)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(jià)值和效益。國(guó)外許多國(guó)家如:美國(guó)、日本、歐洲和韓國(guó)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(guó)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(jì)算機(jī)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(shí)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。2007年，美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)CPES中心提出了"Sustainable Building Initiative(SBI)”研究計(jì)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(guó)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(dòng)靈活的配電網(wǎng)絡(luò)。

2004年，日本東京工業(yè)大學(xué)等機(jī)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(shí)現(xiàn)了一套10kW直流配電系統(tǒng)樣機(jī)。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(duì)其基礎(chǔ)特性進(jìn)行了研究。2010年對(duì)適用于居民住宅的直流配電系統(tǒng)損耗進(jìn)行了評(píng)估，并與交流系統(tǒng)做了比較 。

韓國(guó)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(jì)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(diǎn)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(xiàng)目由韓國(guó)明知大學(xué)Byung Moon Han教授負(fù)責(zé)實(shí)施 。

自2009年開始，國(guó)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(duì)直流配電網(wǎng)展開了相關(guān)研究。2012年，中國(guó)還以深圳供電局為主成立了城市電網(wǎng)先進(jìn)技術(shù)研究中心，計(jì)劃于2012年至2015年建立柔性直流配電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，并實(shí)施柔性直流配電相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研究。各國(guó)對(duì)直流配網(wǎng)的研究都還處在試驗(yàn)探索階段，對(duì)直流配網(wǎng)的深入研究，尤其是對(duì)直流配電網(wǎng)接入電網(wǎng)裝置的研究接近空白，研究重點(diǎn)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(qiáng)大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)而擁有廣闊的發(fā)展前景 。

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(guó)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(jī)爆發(fā)后，環(huán)境污染、能源短缺等問題受到了全世界各國(guó)的普遍關(guān)注，分布式電源憑借著負(fù)荷變動(dòng)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(shì)，在國(guó)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(duì)直流配電系統(tǒng)的發(fā)展起著巨大推動(dòng)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(kuò)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(jī)等，光伏發(fā)電產(chǎn)生的是直流電，由于其存在波動(dòng)性，一般要經(jīng)過DC/DC和DC/AC兩級(jí)變換器才能并入傳統(tǒng)的交流配電網(wǎng)；而風(fēng)力機(jī)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(jí)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(jī)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(jí)變換才能達(dá)到變頻。而對(duì)于直流配電網(wǎng)來說，則只需進(jìn)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(shí)還減小了成本 。

通過對(duì)直流配電網(wǎng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及技術(shù)特點(diǎn)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(shí)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(jiān)實(shí)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(yùn)行，如35kV,IOkV和380/220V，對(duì)直流配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電壓等級(jí)等有著多方面影響，因此對(duì)分布式電源的特性及其并入直流配電網(wǎng)的方式進(jìn)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(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)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(jiǎn)單整流后變?yōu)橹绷麟?。因此，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(gè)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(jī)。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(jìn)行能量交換，通過雙向DC/DC變換器與儲(chǔ)能單元進(jìn)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。

直流配電系統(tǒng)的未來趨勢(shì)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(jí)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(diǎn)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(yùn)行，所以并網(wǎng)變換器必須具有功率雙向流動(dòng)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?yàn)樨?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(shí)現(xiàn)，必然涉及多級(jí)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(shí)現(xiàn)相對(duì)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(chǔ)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(jí)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(jí)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(dòng)的功能，以便實(shí)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(chǔ)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(duì)較高，但故障識(shí)別及保護(hù)控制配合等也相對(duì)困難，放射狀網(wǎng)絡(luò)供電可靠性相對(duì)較低，但故障識(shí)別及保護(hù)控制配合等相對(duì)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(shí)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(guó)對(duì)直流配電網(wǎng)的研究都還處在試驗(yàn)探索階段，對(duì)直流配電網(wǎng)的深入研究，尤其是對(duì)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(gè)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(gè)用戶從一個(gè)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(gè)用戶對(duì)應(yīng)一個(gè)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(gè)用戶從一個(gè)變流器取電，此種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，變流器效率高，但其擴(kuò)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(huì)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(gè)用戶作為一個(gè)單獨(dú)模塊各自對(duì)應(yīng)一個(gè)變流器，此種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)擴(kuò)展能力和冗余能力都很強(qiáng)，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(huì)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(kuò)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(guó)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(huì)加劇這種不穩(wěn)定性?；陔娏﹄娮幼儞Q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(chǔ)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(guó)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(bǔ)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(shì)必會(huì)成為了電力領(lǐng)域的一個(gè)重要的發(fā)展方向。但是，大量分布式電源的滲入同時(shí)也給直流配電網(wǎng)的規(guī)劃和運(yùn)行帶來了很多的不確定性因素。因此，對(duì)于含分布式電源的直流電網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)劃問題有待進(jìn)一步的分析與研究，以盡量減小分布式電源對(duì)配電網(wǎng)帶來的負(fù)面影響。對(duì)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(duì)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(shì)，對(duì)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(duì)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(huì)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(dòng)，且無法對(duì)其進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。因此，為了建立相應(yīng)的模型，有必要對(duì)著類分布式能源隨氣象變化的規(guī)律和統(tǒng)計(jì)特性加以研究。

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

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(jì)研究，對(duì)于推動(dòng)基于柔性變電站的交直流配電網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)及設(shè)計(jì)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(jì)輸入條件分析、直流電壓等級(jí)選擇、電氣主接線及接地型式選擇研究、潮流計(jì)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(jì)與運(yùn)行特性、控制保護(hù)系統(tǒng)、自動(dòng)化與監(jiān)控系統(tǒng)研究和系統(tǒng)功能檢測(cè)，為基于柔性變電站的交直流配電網(wǎng)成套設(shè)計(jì)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(hù)設(shè)備的工廠試驗(yàn)、出廠試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)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(hù)設(shè)備的試驗(yàn)系統(tǒng)搭建、試驗(yàn)項(xiàng)目制定與試驗(yàn)驗(yàn)收等工作。