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        含分布式電源的低壓直流配電網(wǎng)研究綜述

        2015-02-22 08:09:12段雙明靳利光
        關(guān)鍵詞:分布式電源

        段雙明,郭 陽(yáng),任 俊,靳利光,吳 薇

        (東北電力大學(xué) 電氣工程學(xué)院,吉林 吉林 132012)

        含分布式電源的低壓直流配電網(wǎng)研究綜述

        段雙明,郭陽(yáng),任俊,靳利光,吳薇

        (東北電力大學(xué) 電氣工程學(xué)院,吉林 吉林 132012)

        摘要:在風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電領(lǐng)域,與交流配電網(wǎng)相比低壓直流配電網(wǎng)具有能量變換環(huán)節(jié)少、系統(tǒng)效率高和控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn),更有利于分布式直流電源和直流負(fù)載的靈活接入。敘述了低壓直流配電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀,分析了直流配電網(wǎng)的特點(diǎn),探討了含分布式電源的低壓直流配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電壓等級(jí)選取原則和構(gòu)建低壓直流配電網(wǎng)所面臨的問題,最后給出構(gòu)建含分布式電源的低壓直流配電網(wǎng)的建議和解決方案。

        關(guān)鍵詞:低壓直流配電網(wǎng);分布式電源;母線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);電力電子接口技術(shù)

        為應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和環(huán)境污染,人類開始大規(guī)模開發(fā)利用太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源。太陽(yáng)能和風(fēng)能產(chǎn)生的電能直接以直流電形式或經(jīng)簡(jiǎn)單變換后以直流電形式存在。在現(xiàn)有交流配電網(wǎng)條件下,可再生能源產(chǎn)生的電能在接入電網(wǎng)前須經(jīng)過DC/AC變換,例如分布式光伏發(fā)出的電能經(jīng)DC/DC和DC/AC變換后接入交流電網(wǎng),風(fēng)電在AC/DC和DC/AC變換后接入交流電網(wǎng),儲(chǔ)能電源經(jīng)DC/DC和DC/AC變換或者直接經(jīng)DC/AC變換后接入交流電網(wǎng)。如果將可再生能源發(fā)出的直流電能直接接入直流電網(wǎng),則可去掉直流到交流的電壓變換過程,提高可再生能源利用效率。

        目前,直流用電設(shè)備已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活。圖1為常見直流用電設(shè)備,其工作電壓從DC 5 V至DC 1 500 V,筆記本電腦和常見電子設(shè)備的工作電壓為DC 20 V伏,數(shù)據(jù)中心服務(wù)器工作電壓為DC 240 V,城市軌道交通客車工作電壓為DC 750或者DC 1 500 V。在交流配電網(wǎng)條件下,通常將交流電經(jīng)整流和功率因數(shù)校正為上述直流負(fù)載供電[1]。

        圖1 不同電壓等級(jí)的直流用電設(shè)備

        綜上所述,將可再生能源發(fā)出的直流電能接入直流電網(wǎng),可減少能量變換環(huán)節(jié),提高能源利用效率,將直流用電設(shè)備接入直流電網(wǎng),可去掉整流和功率因數(shù)校正環(huán)節(jié),節(jié)約設(shè)備成本。包含可再生能源發(fā)電和直流負(fù)載的低壓直流配電網(wǎng)具有電能利用率高和節(jié)約設(shè)備成本等優(yōu)勢(shì),具有很好的應(yīng)用前景。

        1低壓直流配電網(wǎng)發(fā)展過程及研究現(xiàn)狀

        1.1 低壓直流配電網(wǎng)發(fā)展過程

        19世紀(jì)80年代,愛迪生電力照明公司利用“巨漢號(hào)”直流發(fā)電機(jī)發(fā)出直流電,給上千只白熾燈供電,是直流配電網(wǎng)的雛形。然而,受當(dāng)時(shí)的技術(shù)限制,直流電的電壓等級(jí)較低,輸送距離較短,直流配電系統(tǒng)未得到廣泛應(yīng)用[2]。

        20世紀(jì)中后期,隨著電力電子功率器件的發(fā)展和應(yīng)用,電力負(fù)載呈現(xiàn)多樣性,同時(shí)計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備對(duì)電源的安全和穩(wěn)定性要求不斷提高,極大地推動(dòng)了直流配電技術(shù)的發(fā)展。到20世紀(jì)末,低壓直流配電已成功應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、航空器、艦船、城市軌道交通、電廠和變電站等對(duì)電源質(zhì)量要求較高的領(lǐng)域[3,4]。

        2000年后,能源危機(jī)和環(huán)境污染等問題凸顯,人們對(duì)可再生能源和節(jié)能設(shè)備的需求不斷增大??稍偕茉串a(chǎn)生的電能多為直流電,大部分節(jié)能設(shè)備使用的也是直流電。隨著直流電源和直流負(fù)載的增多,低壓直流配電網(wǎng)的研究工作得到發(fā)展。美國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)直流配電網(wǎng)的研究起步較早,目前已取得一定成果,并以“直流微電網(wǎng)”的形式開展應(yīng)用[5,6]。

        1.2 直流配電網(wǎng)研究現(xiàn)狀

        1.2.1歐美研究現(xiàn)狀

        2010年,美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)CPES(Center for Power Electronics Systems)提出一種未來家庭直流配電系統(tǒng)[7],其結(jié)構(gòu)如圖2所示。該系統(tǒng)有DC 380 V和DC 48 V兩個(gè)電壓等級(jí)。DC 380 V電源主要為包含電機(jī)的負(fù)載、廚房負(fù)載和其他重要家庭負(fù)載供電。DC 48 V電源安全性更高,因此利用其為頻繁接觸的計(jì)算機(jī)、娛樂系統(tǒng)和照明供電。

        圖2 CPES提出的未來家庭直流配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

        2014年,丹麥奧爾本大學(xué)開始建設(shè)智能直流微電網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室(Intelligent DC Microgrid Living Lab),對(duì)未來低壓直流配電網(wǎng)的建模、設(shè)計(jì)、協(xié)調(diào)控制、通信和管理等工作進(jìn)行研究,其研究成果有“智能分布式發(fā)電和儲(chǔ)能單元的協(xié)調(diào)控制”、“直流微電網(wǎng)群的分層控制”和“采用下垂控制的直流微電網(wǎng)潮流分析”等[8-10]。

        1.2.2日韓研究現(xiàn)狀

        日本電報(bào)電話公司為節(jié)約能源于本世紀(jì)初開始了低壓直流配電的研究,并將直流配電網(wǎng)成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)通信系統(tǒng)和一些公用基礎(chǔ)設(shè)施[11]。韓國(guó)成均館大學(xué)和三星電子公司面向家庭應(yīng)用提出一種低壓直流配電網(wǎng)方案[12],并進(jìn)行了應(yīng)用試驗(yàn)。該系統(tǒng)有DC 380 V和DC 12 V兩個(gè)電壓等級(jí),容量分別為2 kW和500 W,前者主要為含有電機(jī)的家用電器供電,后者為計(jì)算機(jī)、照明等低功率家用電器供電。

        1.2.3中國(guó)研究現(xiàn)狀

        浙江大學(xué)承擔(dān)的國(guó)家高級(jí)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)課題項(xiàng)目—“基于柔性直流的智能配電關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”,對(duì)直流配電網(wǎng)的基本框架、經(jīng)濟(jì)性、電源接口和換流器配置等方面進(jìn)行了研究[13]。清華大學(xué)和天津大學(xué)承擔(dān)的自然科學(xué)基金項(xiàng)目中都有直流配電網(wǎng)方向的課題,國(guó)家電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目中也有關(guān)于直流供電的研究工作。以深圳供電局為主要單位成立的城市電網(wǎng)先進(jìn)技術(shù)研究中心于2012年開始建設(shè)柔性直流配電技術(shù)實(shí)驗(yàn)室,開展柔性直流配電關(guān)鍵技術(shù)研究。

        2014年3月由廈門大學(xué)能源學(xué)院和中廣核太陽(yáng)能開發(fā)有限公司共建的國(guó)內(nèi)首個(gè)“實(shí)用性太陽(yáng)能建筑一體化直流微電網(wǎng)示范項(xiàng)目”投入運(yùn)行。微電網(wǎng)由150 kW太陽(yáng)能電池供電,同時(shí)配有直流儲(chǔ)能單元和交流/直流備用電源,微電網(wǎng)母線采用國(guó)際倡導(dǎo)的DC 380 V電壓。微電網(wǎng)的負(fù)荷包括30 kW直流空調(diào)、40 kW電動(dòng)汽車充電站和30 kW電阻性負(fù)載,并預(yù)留20 kW用于直流照明。該直流微電網(wǎng)將可再生能源與建筑負(fù)載直接相連,減少能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)并實(shí)現(xiàn)了能源的智能管理。

        2低壓直流配電網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)

        2.1 電源轉(zhuǎn)換效率高

        可再生能源產(chǎn)生的電能大多以直流電形式存在,直流電接入交流電網(wǎng)需要逆變,逆變過程有電能損失,降低了新能源利用效率。文獻(xiàn)[1]對(duì)低壓交、直流配電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行分析,如圖3所示。光伏陣列在最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum Power Point Tracker,MPPT)控制下,輸出的電能直接注入直流電網(wǎng)或經(jīng)逆變器注入交流電網(wǎng)。

        圖3(a)所示的傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)中,顯示器、筆記本電腦和電視機(jī)等用電設(shè)備的電源電路由整流、功率因數(shù)校正(負(fù)載功率大于75 W)、DC/DC(或DC/AC)變換等部分組成,電能從光伏陣列到負(fù)載的轉(zhuǎn)換效率為:

        η1=98%×97%×98.5%×97%×95%≈86%。

        圖3(b)所示的低壓直流配電網(wǎng)中,電能從光伏陣列到負(fù)載只經(jīng)過MPPT控制器和DC/DC(或DC/AC)變換,電能轉(zhuǎn)換效率為:

        η2=98%×95%≈93%。

        可以看出,在直流配電網(wǎng)中電能從光伏陣列到負(fù)載的轉(zhuǎn)換效率比交流配電網(wǎng)中高7%,直流配電網(wǎng)中電能利用效率更高。

        圖3 光伏接入交、直流系統(tǒng)概念圖

        2.2 節(jié)約成本、節(jié)省空間

        目前,大部分家用電器和小功率負(fù)載內(nèi)部由直流電源供電。圖4為某變頻空調(diào)內(nèi)部電源結(jié)構(gòu)圖,交流電經(jīng)整流和功率因數(shù)校正(Power Factor Correction,PFC)轉(zhuǎn)換為直流電,為變頻器供電,變頻器根據(jù)運(yùn)行條件輸出頻率變化的交流電給壓縮機(jī)中的電機(jī)供電,從而實(shí)現(xiàn)空調(diào)的變頻控制。如果直接用直流電源為空調(diào)供電,則可省去整流電路和PFC電路,電源電路中的元器件將減少一半,節(jié)約制造成本。同時(shí)由于電源電路工作時(shí)需要足夠的空間和散熱器散發(fā)熱量,所以電源器件減少的同時(shí),也可減小內(nèi)部空間、減小散熱器體積。由于個(gè)人計(jì)算機(jī)、顯示器和LED節(jié)能燈等用電設(shè)備內(nèi)部也由直流電源供電,如果將這些用電設(shè)備接入低壓直流配電網(wǎng),同樣可減少器件數(shù)量,節(jié)約成本、減小空間。

        2.3 供電可靠性高

        以通信系統(tǒng)為例,由于通信負(fù)載的重要性,必須保證24 h不間斷供電。雖然在交流電網(wǎng)中UPS系統(tǒng)可提高供電可靠性,但與直流供電系統(tǒng)相比,UPS供電系統(tǒng)仍存在一些技術(shù)瓶頸,如逆變器的存在導(dǎo)致系統(tǒng)效率的降低、其產(chǎn)生的復(fù)雜電磁環(huán)境導(dǎo)致自身的可靠性降低、設(shè)備可維護(hù)性差等。在直流供電通信系統(tǒng)中,將直流電源和蓄電池組并聯(lián)為通信設(shè)備供電,相當(dāng)于將兩個(gè)不同性質(zhì)的電源并聯(lián)為負(fù)載供電,通過并聯(lián)冗余的方式提高供電可靠性,可用性指標(biāo)高達(dá)10個(gè)“9”,比用交流UPS組成的配電系統(tǒng)的可用性指標(biāo)高3個(gè)“9”[14]。

        3低壓直流配電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及電壓等級(jí)

        3.1 低壓直流配電網(wǎng)的母線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

        根據(jù)直流負(fù)載的特點(diǎn)并參考相關(guān)文獻(xiàn)和現(xiàn)有直流配電系統(tǒng),直流配電網(wǎng)的母線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為以下三種:?jiǎn)文妇€結(jié)構(gòu)、雙層式母線結(jié)構(gòu)和雙母線結(jié)構(gòu)。

        單母線結(jié)構(gòu)如圖5所示,分布式電源、儲(chǔ)能設(shè)備和負(fù)載接在同一直流母線上,母線電壓一般為DC 380 V,這種母線結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)低壓交流配電網(wǎng)母線結(jié)構(gòu)兼容性強(qiáng),容易實(shí)現(xiàn),但安全性較差,當(dāng)負(fù)載電壓較低時(shí),需要為每臺(tái)負(fù)載提供電源適配器,增加了配電成本。

        圖5 單母線結(jié)構(gòu)

        對(duì)單母線結(jié)構(gòu)進(jìn)行分層設(shè)計(jì),可以得到有兩種電壓等級(jí)的母線結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)即為分層式母線結(jié)構(gòu),如圖6所示,電壓等級(jí)一般選為DC 380 V和DC 48 V。分布式電源、儲(chǔ)能設(shè)備和大功率高壓負(fù)載接在電壓較高的母線上,低壓負(fù)載接在電壓較低的母線上。分層式母線結(jié)構(gòu)能有效減小電源適配器數(shù)量,且供電安全性和可靠性較高,但與傳統(tǒng)交流配電線路兼容性差。

        圖6 雙層式母線結(jié)構(gòu)

        在單母線結(jié)構(gòu)上加入電壓平衡器[15],由電壓平衡器產(chǎn)生大小相等極性相反的兩路母線電壓,該結(jié)構(gòu)為雙母線結(jié)構(gòu),如圖7所示。這種配電結(jié)構(gòu)在提高直流母線電壓的同時(shí)保證每根母線的對(duì)地電壓較低,提高了供電安全性。負(fù)載可以根據(jù)功率大小或電壓等級(jí)靈活地選擇不同的供電母線。一條線路發(fā)生故障時(shí),另一條線路可以繼續(xù)工作,兩條線路互為備用。因?yàn)樵撃妇€結(jié)構(gòu)需要電壓平衡器,所以其母線電壓控制難度和配電成本較高。

        圖7 雙母線結(jié)構(gòu)

        3.2 低壓直流配電網(wǎng)的電壓等級(jí)

        電壓等級(jí)是直流配電網(wǎng)的關(guān)鍵因素,關(guān)系到系統(tǒng)安全和效率。電壓過高時(shí)不能保證人身安全,電壓過低時(shí)電流過大,將導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降[16]。目前一般根據(jù)傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)的電壓等級(jí)確定直流配電網(wǎng)的電壓等級(jí),可分為以下電壓等級(jí):

        (1)400 V:對(duì)應(yīng)額定電壓為380 V-400 V的交流配電網(wǎng),可以為變頻器和電動(dòng)機(jī)供電,電壓等級(jí)相對(duì)較高,有一定危險(xiǎn)性,需要良好的接地和保護(hù)措施;

        (2)310 V:對(duì)應(yīng)單相220 V交流電源峰值電壓,與單相交流電源經(jīng)二極管整流電路輸出的直流電壓相當(dāng),所以此電壓等級(jí)可以兼容部分現(xiàn)有負(fù)載;

        (3)240 V:通信用直流供電系統(tǒng)電壓等級(jí),用來代替220V交流電和傳統(tǒng)UPS結(jié)合的供電方式,既安全可靠又經(jīng)濟(jì)節(jié)能;

        (4)220 V:對(duì)應(yīng)單相220 V交流電源電壓有效值,一些額定電壓為220 V的交流電阻性負(fù)載(如加熱器)可以直接運(yùn)行在該電壓等級(jí)的直流配電網(wǎng)中;

        (5)48 V:用在通信部門,為部分通信設(shè)備供電;

        (6)12 V-24 V:為家庭或者辦公場(chǎng)所供電,如為筆記本電腦、顯示器和電視機(jī)等低功率負(fù)載供電,統(tǒng)一供電可以減少電源適配器的數(shù)量。

        4低壓直流配電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

        4.1 電力電子接口技術(shù)

        在低壓直流配電網(wǎng)中,各種負(fù)載、分布式電源和儲(chǔ)能設(shè)備通過電力電子裝置或直接連接到直流母線,不同特征的負(fù)載和電源使用不同的電力電子接口裝置。從電網(wǎng)、負(fù)載和分布式電源的角度可將電力電子接口技術(shù)分為以下三類[17-19]:

        4.1.1網(wǎng)側(cè)接口技術(shù)

        網(wǎng)側(cè)接口是連接輸電線路和低壓直流配電網(wǎng)的電力電子裝置,按交流或直流輸電類型可將網(wǎng)側(cè)接口分為AC/DC變換器和DC/DC變換器兩種,如果有分布式電源接入,則需要雙向AC/DC變換器或雙向DC/DC變換器,以滿足能量雙向流動(dòng)的需求。

        4.1.2負(fù)載側(cè)接口技術(shù)

        根據(jù)各種負(fù)載的特點(diǎn)可將負(fù)載直接或者通過不同功率級(jí)別的電源適配器、DC/DC變換器或者DC/AC變換器接到直流母線上。目前應(yīng)用于負(fù)載的DC/DC或者DC/AC相對(duì)較成熟,轉(zhuǎn)換效率也很高。由于負(fù)載側(cè)接口與使用者的距離最近,所以負(fù)載側(cè)接口在保證效率和供電質(zhì)量的同時(shí)應(yīng)做到安全、穩(wěn)定和操作方便。

        4.1.3分布式電源接口技術(shù)

        分布式電源接口可將風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電和儲(chǔ)能電池等分布式電源接入直流配電網(wǎng),目前主要使用的是雙端口DC/DC和AC/DC變流器。具有高集成度的連接光伏電池、儲(chǔ)能電池和直流電網(wǎng)的三端口變流器還在研究中。

        4.2 母線電壓控制技術(shù)

        在含分布式電源的低壓直流配電網(wǎng)中,分布式電源和儲(chǔ)能設(shè)備較多,由于電源和負(fù)載分布不均衡和線路存在阻抗,導(dǎo)致直流母線各點(diǎn)電壓可能不相等,并聯(lián)電源間可能產(chǎn)生環(huán)流現(xiàn)象。為抑制環(huán)流,保證直流母線電壓的穩(wěn)定,需要對(duì)各并聯(lián)變流器進(jìn)行均流控制,文獻(xiàn)[3]列舉了集中控制、主從控制和無(wú)主從控制的均流方案,并指出無(wú)主從控制是必然發(fā)展趨勢(shì),其中的下垂控制充分符合分布式系統(tǒng)的“分布”特征,成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)。

        4.3 低壓直流配電網(wǎng)的保護(hù)技術(shù)

        直流配電網(wǎng)的保護(hù)和故障診斷是保證其安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ),相對(duì)于交流配電網(wǎng),直流配電網(wǎng)的保護(hù)技術(shù)和故障診斷方法的研究處于起步階段,沒有完善的保護(hù)方案。目前主要研究?jī)?nèi)容包括:接地方式、故障診斷、故障處理和保護(hù)設(shè)備等。文獻(xiàn)[18]對(duì)直流配電網(wǎng)的保護(hù)技術(shù)做了詳細(xì)介紹,此處不再贅述。

        5關(guān)于低壓直流配電網(wǎng)的建議

        含分布式電源的低壓直流配電網(wǎng)有很好的應(yīng)用前景,具有能源利用率高和節(jié)約成本的優(yōu)點(diǎn),然而其大范圍應(yīng)用并安全穩(wěn)定運(yùn)行還有一定難度,目前關(guān)于低壓直流配電網(wǎng)的研究還處于理論探討和實(shí)驗(yàn)階段,沒有成熟的方案可供選擇,根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)和電力發(fā)展現(xiàn)狀,可從以下幾方面著手,加快低壓直流配電網(wǎng)的建設(shè)[20-23]。

        (1)交直流混合配電網(wǎng)。變電站提供交流和直流兩種電源到用戶,用戶選擇合適的電源為負(fù)載供電,這種配電方法雖然增加了變電站和線路成本,然而其為用戶選擇節(jié)能的直流負(fù)載和直流分布式電源接入提供了便利條件,從終端用戶向直流配電網(wǎng)過渡。

        (2)國(guó)家電力部門或者相關(guān)企業(yè)制定低壓直流配電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。含分布式電源的低壓直流配電網(wǎng)具有節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn),符合國(guó)家節(jié)能減排政策,電力部門應(yīng)盡快出臺(tái)相關(guān)政策、制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)含分布式電源的低壓直流配電網(wǎng)建設(shè)。

        (3)建立示范工程。在電力負(fù)荷較高的商業(yè)區(qū)或者居民區(qū)建立含分布式電源的低壓直流配電網(wǎng)示范工程,同時(shí)去掉直流負(fù)載的交直流變換環(huán)節(jié),直接用直流電源供電,展示含分布式電源的低壓直流配電網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)。

        (4)具體實(shí)施方案。在分布式電源接入較多且直流負(fù)載占有率較大的區(qū)域,為了提高電能利用率和節(jié)約成本,低壓交流配電網(wǎng)可以直接改造為低壓直流配電網(wǎng)。住宅或者商業(yè)區(qū)的220 V交流線路可以直接改造為220 V直流線路,采用上文介紹的單母線結(jié)構(gòu)或者雙層式母線結(jié)構(gòu)。商業(yè)區(qū)的380 V交流線路可以改造為上文介紹的直流雙母線結(jié)構(gòu),電壓等級(jí)為±170 V或±380 V。直流線路與交流電網(wǎng)耦合處采用雙向變流器,保證分布式電源可以饋入交流電網(wǎng)。還可以采用交直流線路共同存在的混合配電網(wǎng)結(jié)構(gòu),雖然增加了線路成本,但可以省去交直流變換過程,由交流和直流母線分別為交直流負(fù)載供電。

        6結(jié)語(yǔ)

        本文圍繞含分布式電源的低壓直流配電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀、優(yōu)點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)和面臨問題進(jìn)行綜述,并根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)和電力發(fā)展現(xiàn)狀對(duì)含分布式電源的低壓直流配電網(wǎng)的建設(shè)提出建議。含分布式電源的低壓直流配電網(wǎng)在人口密集的居民區(qū)、商業(yè)區(qū)和電力輸送困難的邊遠(yuǎn)山區(qū)具有很好的應(yīng)用前景,符合節(jié)能減排政策。然而對(duì)含分布式電源的低壓直流配電網(wǎng)的研究還處于起步階段,應(yīng)用于直流配電網(wǎng)的電力電子技術(shù)有待解決,合理的直流電壓等級(jí)有待驗(yàn)證,目前可以參考通信系統(tǒng)、航天器和變電站操作電源等直流供電系統(tǒng),建立含分布式電源的低壓直流配電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行理論研究和方案驗(yàn)證,加快標(biāo)準(zhǔn)制定,爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)含分布式電源的低壓直流配電網(wǎng)的工程應(yīng)用。

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        Review of DG Integrated Low Voltage DC Distribution Network

        DUAN Shuang-ming,GUO Yang,REN Jun,JIN Li-guang,WU Wei

        (Electrical Engineering College of Northeast Dianli University,Jilin Jilin 132012)

        Abstract:The traditional AC distribution network is facing serious challenges while photovoltaic power generation,wind power generation and other distributed generation (DG) access to the power grid.Compared to ac power,low voltage dc power distribution network has the advantages of less energy conversion processes,high efficiency and easy to control,so it is easy for DC distributed generation and DC load access to the grid.This paper introduces the development process and current research status of low voltage dc distribution network,analysis the advantages of DC power distribution network,discusses the topology of low voltage DC power distribution network with distributed generation,the selection principle of voltage,the potential issues of build low voltage DC power distribution network.Finally,suggestions and implementation scheme of building the DG integrated low voltage dc distribution network are given.

        Key words:Low voltage DC distribution network;Distributed generation(DG);Topology of bus;Power electronics interface technology

        中圖分類號(hào):TM72

        文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        文章編號(hào):1005-2992(2015)06-0001-07

        作者簡(jiǎn)介:段雙明(1984-),男,吉林省長(zhǎng)春市人,東北電力大學(xué)電氣工程學(xué)院助理實(shí)驗(yàn)師,碩士,主要研究方向:新能源發(fā)電技術(shù).

        基金項(xiàng)目:吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(20130206082SF)

        收稿日期:2015-09-11

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