深度 低压直流供电技术探讨研究综述及工程案例

来源：安博电竞官网    发布时间：2024-01-26 09:33:08

  由于直流输电技术水平的限制，直流输配电比交流方式更难实现，现今的电力系统仍以交流输配电为主。近年来，随着电力电子技术的发展，直流输配电面临的技术问题得到了逐步解决，直流系统的技术优势也已呈现。相比于交流系统，直流系统能明显提高输配电运行水平，使输配电更简单、高效，并且降低了输配电成本。

  在电力用户侧，光伏发电、储能电池和现代电力电子负载等直流终端大量接入，使得直流供电系统比交流系统更具优势。大部分可再次生产的能源发电系统为直流电源，如光伏电池和燃料电池。虽然风力发电机是交流电机，但其需要经过交-直-交变换才能通过交流并网，而通过直流并网能够尽可能的防止双变换，使风电系统并网更便利和高效。电视、LED灯、电话、电脑等现代电力电子负载内部都是直流负载，未来电动汽车的普及将会增加直流供电需求，促进直流供电发展。

  可见，直流供电技术的发展，主要受直流技术优势的内在驱动，以及分布式能源和直流负荷发展的外在促进。本文首先介绍直流供电技术发展现状，然后分析直流供电的关键技术和设备研制情况，最后整理了直流供电的工程研究与应用情况。

  19世纪80年代，安迪生电力照明公司利用“巨汉号”直流发电机给上千只白炽灯供电，形成了直流供电技术的雏形。

  到20世纪末，低压直流配电已成功应用于数据通信中心、航空、舰船和城市轨道交通等对供电质量发展要求较高的领域。

  国内，浙江大学承担的863项目基于柔性直流的智能配电关键技术探讨研究与应用中，在直流配电网的基本框架、电源接口、换流器配置和经济性等方面开展了研究。国家电网公司也开展了直流供电技术探讨研究，江苏省电科院已成立了交直流混联、风光储一体化的新能源及智能配网协调控制实验室，开展分布式新能源并网及交直流混联电网等方向的研究。

  直流供电的电压等级及序列关系到电网安全性、经济性、负荷适应性等核心问题，对电网的未来发展有重要影响。通信、交通、船舶和航空等特殊行业直流负荷较小，对供电可靠性要求高，且有电能存储的需求，因此较早地采用了直流供电系统，其中通信、船舶业采用的电压等级较多。各行业直流电压等级如图1所示。

  国际标准方面，多个国际组织开展了直流电网 相关研究工作，中国在低压直流标准制定方面起着 及其重要的作用。国际电工委员会(International Electro-technical Commission,IEC)成立了研究小组TC-57，研究未来直流电网的管理和信息交换问题。2017年1月IEC设立了低压直流供电委员会(SyCLVDC)，研究低压直流的应用场景、可行性和安全性等内容，同年10月低压直流配网工作组(IEC TC8 WG9)成立，由江苏电科院主导召集，开展低压直流配网的标准化工作。

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  “特高压±800千伏混合多端柔性直流输电关键技术及工程应用”提名2023年度国家科技奖公示

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