黃家溢

【摘 要】隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力資源在我們的生產(chǎn)生活中占據(jù)了越來越重要的作用和地位，隨著電力需求和負(fù)荷的不斷增加，傳統(tǒng)的交流配電網(wǎng)在電能供應(yīng)以及能源接入上都遭遇了極大的挑戰(zhàn)，對于直流配電網(wǎng)來說，其在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域上同交流配電網(wǎng)相比存在著一定的優(yōu)勢，市場潛力巨大，本文將從此為切入點對直流配電網(wǎng)的現(xiàn)狀進(jìn)行研究，通過對交、直流配電網(wǎng)進(jìn)行對比，為今后直流配電網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)行探討和展望。

【關(guān)鍵詞】配電網(wǎng)；直流配電網(wǎng)，經(jīng)濟(jì)

電力資源作為重要能源資源的一種，其在人們的日常生活中占據(jù)了十分重要的地位。隨著時代的發(fā)展，電力負(fù)荷急劇增加，對于電力資源的需求也在逐步的提升。隨著科技的發(fā)展，接入電網(wǎng)的能源也變得多種多樣，光伏發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電等清潔能源等分布式能源開始接入電網(wǎng)，再加上直流家用電器的普及，現(xiàn)階段所運(yùn)行的交流配電網(wǎng)無論是在用電負(fù)荷還是在網(wǎng)架機(jī)構(gòu)上都面臨了諸多挑戰(zhàn)，為了能夠更好的適應(yīng)當(dāng)前的電網(wǎng)供電系統(tǒng)，滿足城市的發(fā)展，需要對現(xiàn)行的配電網(wǎng)進(jìn)行改革。

有關(guān)專家表示，同交流配電網(wǎng)相比，直流配電網(wǎng)在輸電容量和對電網(wǎng)的控制上都有更為優(yōu)越的功能，通過使用直流配電網(wǎng)可以降低對于電子轉(zhuǎn)化器的損耗，為用戶提供更高質(zhì)量的電力資源，調(diào)節(jié)分布式能源同電網(wǎng)之間的矛盾沖突，使得彼此之間的價值能夠得到最大限度的發(fā)揮。本文將對直流配電網(wǎng)的使用和發(fā)展進(jìn)行分析，從經(jīng)濟(jì)和實用角度直流配電網(wǎng)的使用進(jìn)行研究。

一、直流配電網(wǎng)的驅(qū)動力

（一）直流供電技術(shù)的發(fā)展

直流供電技術(shù)是最早的電能運(yùn)輸方式，但由于當(dāng)時的科學(xué)技術(shù)水平有限，直流供電受限于電壓變換以及傳輸容量等難題，逐步被交流供電技術(shù)所淘汰。隨著電子電力技術(shù)的發(fā)展，直流供電技術(shù)開始重新進(jìn)入人們的視野，同交流供電相比，直流供電存在著交流無法相比的優(yōu)勢所在，在通信和電動汽車領(lǐng)域，直流供電重新得到廣泛的使用。

（二）分布式電源的發(fā)展

隨著社會的發(fā)展，電力能源得到了廣泛的使用，由此帶來的能源短缺和環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，為了解決日益嚴(yán)重的環(huán)境污染和能源危機(jī)，分布式能源系統(tǒng)開始被應(yīng)用于配電網(wǎng)中，其在操作使用中不僅更加的靈活，同時其應(yīng)用再生能源的特點能夠有效的緩解當(dāng)前所面臨的能源壓力。其中光伏電池、風(fēng)力發(fā)電以及燃料電池都是極為常見的分布式電源，這些能源的重要特點就是其所產(chǎn)生的電能都是直流電，可以被直接接入直流配電網(wǎng)中，同交流配電網(wǎng)相比能夠在換流環(huán)節(jié)的效率大大提升。

（三）配電網(wǎng)升級改造的需要

隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，對于供電系統(tǒng)的建設(shè)也有了更為嚴(yán)重的要求，由于供電系統(tǒng)在搭建過程中容易受到電源設(shè)計以及道路管道等多方面的制約，當(dāng)前現(xiàn)行的配電網(wǎng)已經(jīng)難以滿足城市的發(fā)展需求，需要對現(xiàn)有的供電線路進(jìn)行改造和擴(kuò)展，能夠為我們的城市提供更為安全和穩(wěn)定的電力資源。

二、配電網(wǎng)發(fā)展過程中所存在的問題

配電網(wǎng)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著極其重要的作用，其結(jié)構(gòu)的好壞關(guān)乎了電力供應(yīng)是否穩(wěn)定，同時也決定了降損效果是否完好。如果要從配電網(wǎng)進(jìn)行降損節(jié)能，首先需要改進(jìn)的就是配電網(wǎng)自身的結(jié)構(gòu)，通過改進(jìn)其設(shè)計結(jié)構(gòu)上存在的不足和缺陷，通過科學(xué)設(shè)計來制定合理的設(shè)計規(guī)劃，就能夠?qū)ε潆娋W(wǎng)進(jìn)行改造使其結(jié)構(gòu)設(shè)計逐漸趨近合理化，能夠滿足降損節(jié)能的需求。

在對配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計過程中，環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的使用是現(xiàn)階段最為合理和有效的方案，其無論是在節(jié)能效果上還是在推行的可行性上都滿足使用需求，當(dāng)然，如果對于結(jié)構(gòu)的可靠性有著更為嚴(yán)格的需求，可以采取雙電源加備自投的方式來實現(xiàn)。

配電網(wǎng)的設(shè)計在綜合考慮到節(jié)能和使用環(huán)節(jié)的同時，也要考慮到城市的規(guī)劃和設(shè)計要求，其設(shè)計必須滿足城市的規(guī)劃安排，根據(jù)城市規(guī)劃的不同，對不同的供電區(qū)域進(jìn)行劃分，使得電力網(wǎng)絡(luò)能夠得到最優(yōu)分配。

三、直流配電網(wǎng)的特點和優(yōu)勢

（一）傳輸容量大

對于供電系統(tǒng)來說，直流供電技術(shù)同交流供電相比，二者最為顯著的不同就是其在傳輸容量上有著明顯的優(yōu)勢，據(jù)研究表明，在同樣的構(gòu)筑成本下，在相同的空間環(huán)境內(nèi)，直流輸電的容量是交流輸電的1.5倍，其通過對導(dǎo)線截面進(jìn)行充分的利用來降低了線路在輸電過程中的損耗，進(jìn)而使得傳輸效率得到提升。

（二）電能質(zhì)量高

半導(dǎo)體芯片等技術(shù)在日常生活中的廣泛使用，其對電能質(zhì)量也有了更加嚴(yán)格的需求，在傳統(tǒng)的交流配電網(wǎng)中，其所提供的電能容易造成電壓驟降等影響，嚴(yán)重干擾了其正常使用、同交流配電網(wǎng)不同，在直流配電網(wǎng)中，由于其運(yùn)用分布式儲能裝置，使得其所提供的電壓更為的穩(wěn)定避免出現(xiàn)驟降的影響。為了加強(qiáng)直流配電網(wǎng)的穩(wěn)定性，交流起在其中也得到了使用，其目的時穩(wěn)定交流側(cè)電壓、

（三）系統(tǒng)穩(wěn)定性好

直流配電網(wǎng)同交流相比，其頻率更加穩(wěn)定，并且在運(yùn)行使用過程中避免出現(xiàn)無功率等問題，這就使得其線路當(dāng)中并沒有電抗的存在。同時，為了避免電網(wǎng)出現(xiàn)故障對于配電網(wǎng)的運(yùn)行產(chǎn)生干擾，電力電子裝置同樣存在著故障隔離的功能，使得直流系統(tǒng)在對比之下顯得更加的穩(wěn)定。

（四）有助于分布式能源的接入

分布式電源的組成頗為復(fù)雜，由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、燃料電池以及太陽能電池以及微型燃?xì)廨啓C(jī)組成，使用直流配電網(wǎng)可以使得接入過程更加的簡潔。簡化了電動汽車等通過配電網(wǎng)直接用電的過程，顯著提升了分布式能源的接入效率。

四、直流配電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

（一）運(yùn)行和控制

直流配電網(wǎng)在運(yùn)行過程當(dāng)中存在著電力電子轉(zhuǎn)化器之間的能源互動，之間的變換器在不同的工作時期其工作狀態(tài)也有所不同，為了保障其運(yùn)行過程能夠穩(wěn)定進(jìn)行，直流配電網(wǎng)的控制技術(shù)就顯得尤為重要。直流配電網(wǎng)自身存在著上層簡化，底層復(fù)雜的特點，其控制系統(tǒng)應(yīng)以此為出發(fā)點，充分考慮到配電網(wǎng)的調(diào)度層次等影響因素，將其對配電網(wǎng)的控制分為系統(tǒng)級、微網(wǎng)級以及單元級。

（二）關(guān)鍵設(shè)備

在直流配電網(wǎng)中其關(guān)鍵設(shè)備是其能夠得到穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)和保障，因此，在直流配電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展中需要加強(qiáng)對下列設(shè)備的研究和開發(fā)：

直流變壓器。直流變壓器是直流配電網(wǎng)中進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵，同交流配電網(wǎng)中相同，變壓器自身應(yīng)當(dāng)具備高低壓轉(zhuǎn)化的能力，除去具備良好的變壓能力之外，變壓器的容量也有著較大的需求，要滿足直流配電網(wǎng)的使用需要。

直流斷路器。直流斷路器在直流配電網(wǎng)中起到故障隔離的作用，也就是說，直流斷路器是直流配電網(wǎng)得以安全運(yùn)行的重要保障和基礎(chǔ)，隨著科技的發(fā)展，直流斷路器開始在低壓直流配電網(wǎng)中得到了廣泛運(yùn)用，對其開發(fā)和研究對于配電線路的使用和保護(hù)具有十分重要的意義。

直流插件開關(guān)。對于低壓直流配電線路而言，在接合和斷開過程中存在著較大的電弧，其對于開關(guān)有著嚴(yán)格的要求，然而，現(xiàn)階段所使用的開關(guān)無法直接的運(yùn)用到這一過程中，因此，加大這一領(lǐng)域的開發(fā)，有助于加強(qiáng)直流配電網(wǎng)的發(fā)展。

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