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隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，相比交流配電網(wǎng)，直流配電網(wǎng)在很多領(lǐng)域取得了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，具有巨大的發(fā)展前景。但是，如果直流配電網(wǎng)要應(yīng)用實(shí)際，將是一個(gè)極其大的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，需要更改很多現(xiàn)有的東西。
一、直流配電網(wǎng)的需求
1、配電網(wǎng)面臨的新形勢(shì)
1)直流驅(qū)動(dòng)的負(fù)載比重越來(lái)越大，50%以上電器為直流或類(lèi)直流負(fù)荷，且品類(lèi)繁多，與我們的生活息息相關(guān)；
2)分布式新能源發(fā)電高密度接入及充分利用
未來(lái)以光伏、分散式風(fēng)電及其它可再生能源占比將達(dá)到50%以上；
3)電動(dòng)汽車(chē)大規(guī)模推廣，十三五迅速增長(zhǎng)；
4)電力儲(chǔ)能系統(tǒng)的逐步推廣應(yīng)用；
5)重要敏感負(fù)荷的高可靠、高質(zhì)量供電。
2、配電網(wǎng)遇到的新問(wèn)題
1)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、短路容量增大；
2)交直流能量變換損耗高；
3)可控性靈活性差；
4)雙向互動(dòng)、新能源支持能力差；
5)電能質(zhì)量問(wèn)題突出。
二、直流配電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)
伴隨城市規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)以及信息技術(shù)迅速發(fā)展，電網(wǎng)內(nèi)敏感負(fù)荷、非線(xiàn)性負(fù)荷，以及其他重要負(fù)荷越來(lái)越多，交流配電網(wǎng)內(nèi)線(xiàn)損大、供電走廊緊張等問(wèn)題日益嚴(yán)重。電壓波動(dòng)、電網(wǎng)諧波加劇、電壓瞬時(shí)跌落以及三相不平衡現(xiàn)象加劇等問(wèn)題亦日趨惡化?，F(xiàn)有配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和方式亟需改變，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)的供電容量大(供電半徑)
相同的線(xiàn)路走廊，直流配電網(wǎng)可輸送更多容量，在相同的絕緣水平、相同的導(dǎo)線(xiàn)截面及電流密度情況下，對(duì)于雙極結(jié)構(gòu)的直流配電網(wǎng)而言，其傳輸功率與原交流線(xiàn)路大致相等，即在線(xiàn)路走廊寬度和建造費(fèi)用相同情況下，直流線(xiàn)路所能傳輸?shù)墓β始s為交流線(xiàn)路的1.05倍。可見(jiàn)，直流配電能夠有效提高供電容量(半徑)。
2、直流配電網(wǎng)的電能質(zhì)量
對(duì)半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)行業(yè)而言，對(duì)電能質(zhì)量的要求高于國(guó)家對(duì)交流配電網(wǎng)電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)；另一些企業(yè)，如建材、汽車(chē)、電纜制造行業(yè)，均存在大量的沖擊負(fù)荷，引起電壓驟降等電能質(zhì)量問(wèn)題。而對(duì)于接入快速響應(yīng)的儲(chǔ)能設(shè)備的直流配電網(wǎng)，仿真表明，沖擊性負(fù)載造成的電壓閃變僅為I-2％。分布式儲(chǔ)能設(shè)備接入直流配網(wǎng)的技術(shù)難度相對(duì)較低，一旦儲(chǔ)能設(shè)備的研制取得突破，便可在直流配網(wǎng)中廣泛配置，從而有效解決用戶(hù)側(cè)直流電壓閃變等問(wèn)題。
3、直流配電網(wǎng)的線(xiàn)路損耗
考慮到交流電纜金屬護(hù)套所引起的有功損耗及交流系統(tǒng)的無(wú)功損耗，在直流配電網(wǎng)直流電壓為交流系統(tǒng)線(xiàn)電壓兩倍的情況下，直流配網(wǎng)的線(xiàn)損僅為交流配網(wǎng)的15％～50％。即使交流配網(wǎng)的線(xiàn)損降低可通過(guò)添加無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這將增大系統(tǒng)的建造成本，及其復(fù)雜性。
4、直流配電網(wǎng)能量傳輸效率
就目前而言，交流配網(wǎng)和直流配網(wǎng)的整體效率相差不大，但可以預(yù)見(jiàn)的是，隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，各類(lèi)換流器的開(kāi)關(guān)損耗和通態(tài)損耗將不斷降低，直流配網(wǎng)的傳輸效率具有較大的上升空間。
5、直流配電網(wǎng)的可靠性
若直流配電網(wǎng)采用雙極系統(tǒng)，當(dāng)其中一極發(fā)生故障時(shí)，另一極可繼續(xù)為負(fù)荷輸送功率。相比于交流配電網(wǎng)，直流配電網(wǎng)中接入蓄電池、超級(jí)電容等儲(chǔ)能設(shè)備的技術(shù)難度相對(duì)較低。因此，直流配電網(wǎng)的故障穿越能力與供電可靠性較高。
6、節(jié)能降耗及直流配電到戶(hù)的可行性
實(shí)際上，目前大量的家用電器都采用直流電，在交流配電網(wǎng)內(nèi)，需配置相應(yīng)的整流電路模塊。但是，如果采用直流配電網(wǎng)的方式直接為家庭用戶(hù)提供直流電，便可省去這些換流器，減少由交流轉(zhuǎn)為直流的轉(zhuǎn)換次數(shù)，既可以降低換流損失，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，同時(shí)也降低了設(shè)備制造成本。
7、清潔能源及儲(chǔ)能設(shè)備的便捷接入
風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源發(fā)電形式的大規(guī)模分布式并網(wǎng)已成為一種趨勢(shì)。光伏電池等發(fā)出的直流電具有隨機(jī)性和間歇性，需要配置相應(yīng)換流器及儲(chǔ)能裝置，并需要通過(guò)復(fù)雜的控制策略才能實(shí)現(xiàn)交流并網(wǎng)。風(fēng)電產(chǎn)生出的是一種隨機(jī)波動(dòng)的交流電能，需要安置AC/DC/AC換流器和一些適當(dāng)?shù)膬?chǔ)能裝置，并通過(guò)復(fù)雜控制才能并入交流電網(wǎng)。
三、直流配電網(wǎng)存在的問(wèn)題
目前，柔性直流配電技術(shù)仍處于起步階段，在實(shí)際的應(yīng)用仍有問(wèn)題待進(jìn)一步的研發(fā)解決，如：根據(jù)城市發(fā)展規(guī)劃和資源特點(diǎn)如何利用好柔性直流配網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，如何保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，柔性直流配網(wǎng)的運(yùn)行方式進(jìn)一步細(xì)化等?？梢灶A(yù)見(jiàn)，柔性直流配電技術(shù)的發(fā)展必將為技術(shù)革新和效益提升帶來(lái)新的思路和理念，為中壓配網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
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