呂倩 李延峰

摘 要：傳統(tǒng)供電系統(tǒng)造成大量的能源消耗，安全性較差，直流供電技術(shù)能夠使新能源分布式電源有效接入供用電系統(tǒng)，發(fā)揮更大的價(jià)值與效益。本文對(duì)直流供用電技術(shù)進(jìn)行概述，探究當(dāng)前直流供用電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)未來(lái)的使用前景進(jìn)行展望：直流供用電技術(shù)會(huì)投入更多的資源進(jìn)行研究和開發(fā)，實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的全過程直流電，為建設(shè)綠色環(huán)保的社會(huì)提供基礎(chǔ)支撐。

關(guān)鍵詞：供電系統(tǒng);直流;發(fā)展現(xiàn)狀;前景

一、直流供用電技術(shù)概述

直流供用電技術(shù)與交流供用電技術(shù)相比，能夠很好地滿足當(dāng)前社會(huì)需要大量的電力能源消耗，產(chǎn)生更多地經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，防止出現(xiàn)無(wú)功功率問題，降低輸電線路額外電能損害，而且對(duì)于家庭來(lái)說，降低了系統(tǒng)使用地成本，維護(hù)費(fèi)用更低，操作可行性更高，是目前電力市場(chǎng)中比較受歡迎的一種綠色環(huán)保供電技術(shù)。

通過通信站，以直流電的形式提供給范圍內(nèi)的用戶電能的一種技術(shù)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，基礎(chǔ)電源是48V直流電源，直流供用電技術(shù)系統(tǒng)主要有四部分組成：一是蓄電池;二是整流器;三是直流配電屏;四是直流變換器。蓄電池作為系統(tǒng)的主要組成部分，可以提供較多的電能，一旦主設(shè)備的電力供應(yīng)出現(xiàn)問題，蓄電池中的電能可以繼續(xù)發(fā)揮作用，支撐電力供應(yīng)。我國(guó)目前應(yīng)用直流供用電技術(shù)的系統(tǒng)除了集中供電之外也可以分散供電，依據(jù)電源具體的特性來(lái)提供正常式或者混合式的電能。

二、直流供用電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.各國(guó)對(duì)供用電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

日本比較重視對(duì)于電能的發(fā)展研究，有日本學(xué)者和技術(shù)人員關(guān)注到了直流供用電技術(shù)，日本政府將該技術(shù)投入到了家庭住戶供電和數(shù)據(jù)中心供電等。在十年前，日本就已經(jīng)開始直流生態(tài)住宅開發(fā)工作，利用直流供用電技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)普通居民家庭內(nèi)適用直流家用電器，相關(guān)研究所對(duì)這種供電方式進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)調(diào)研和資料搜集工作，不斷探究這種供電方式對(duì)社會(huì)發(fā)展有什么樣的影響，包括積極影響和消極影響兩方面，尤其是對(duì)于普通住戶居民的影響。日本的大型家電制造集團(tuán)對(duì)于直流供用電技術(shù)做過專門的研究和報(bào)道，推動(dòng)直流電供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)不斷完善，例如在2009年的日本GBPF中，明確規(guī)定了直流供用電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，在此之后越來(lái)越多的國(guó)家注意到了直流供用電技術(shù)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家也開始利用該技術(shù)供電，例如歐美和亞洲國(guó)家。2010年美國(guó)除了標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)公布之外，著重強(qiáng)調(diào)了該技術(shù)的普及與推廣，推動(dòng)該技術(shù)應(yīng)用到越來(lái)越多的生產(chǎn)發(fā)展中，既提高了供電的穩(wěn)定性和安全性，又降低了能耗，朝著綠色環(huán)保的方向發(fā)展。當(dāng)前，直流供用電技術(shù)已經(jīng)不僅僅是用于普通居民住戶的供電，在一些關(guān)鍵技術(shù)生產(chǎn)行業(yè)，例如軍事和航天航空技術(shù)中，都會(huì)應(yīng)用直流供電技術(shù)。我國(guó)是從2009年開始研究直流供電技術(shù)，進(jìn)行開發(fā)并試驗(yàn)應(yīng)用，首先是利用家用電器推行到普通居民住戶家中做試點(diǎn)，獲得初步成效后進(jìn)行推廣。

2.直流供用電技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

當(dāng)前，在社會(huì)生產(chǎn)當(dāng)中，各種各樣的電氣設(shè)備的電力供應(yīng)都會(huì)使用直流供用電技術(shù)。首先，在照明系統(tǒng)中有廣泛地應(yīng)用，例如白熾燈，既可以使用交流電源，也可以使用直流電源，兩者之間可以任意切換，皆可適用。熒光電源可以直接適用直流電源;對(duì)于半導(dǎo)體照明系統(tǒng)來(lái)說，適用直流電源也比交流電源的效果好得多，電能輸送的效率更高，產(chǎn)生的能耗更低。

第二，在電動(dòng)裝置中普遍使用直流供用電技術(shù)。在洗衣機(jī)、微波爐等較大功率的家用電氣中會(huì)使用的電動(dòng)機(jī)為單相交流異步電動(dòng)機(jī)，對(duì)于這種電動(dòng)機(jī)來(lái)說，想要維持長(zhǎng)時(shí)間的大功率運(yùn)轉(zhuǎn)，使用直流供用電技術(shù)會(huì)產(chǎn)生更好地效果。這些電器中地直流無(wú)刷電機(jī)會(huì)很好地控制變頻，將整流濾波轉(zhuǎn)化為直流電，再進(jìn)行電路變換，從而達(dá)到供電和電能控制地目的。對(duì)于其他地電能設(shè)備，使用串激式發(fā)電機(jī)，可以直接利用直流供用電技術(shù)。對(duì)于低壓直流供電設(shè)備來(lái)說，使用直流供用電技術(shù)還需要將電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，利用調(diào)壓裝置，將直流供用電技術(shù)用于小電器地直流永磁式微型電流機(jī)。

除此之外，直流供用電技術(shù)也普遍用于電子設(shè)備和電熱系統(tǒng)等，例如電熱水壺、微波爐等，都是直接應(yīng)用直流供用電技術(shù)。

3.直流供用電系統(tǒng)分析

在應(yīng)用直流供用電技術(shù)的電力系統(tǒng)時(shí)，可以按照下圖所示來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果沒有交流電供用電系統(tǒng)，可以直接利用直流供用電系統(tǒng)，不依靠其他供電系統(tǒng)開展龔總，比如說交流供電系統(tǒng)中因某些技術(shù)原因出現(xiàn)故障，使用直流供用電技術(shù)的電力系統(tǒng)可以單獨(dú)進(jìn)行電能輸送，達(dá)到持續(xù)供電的目的，維持用電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

如圖所示，供電系統(tǒng)的裝置較為簡(jiǎn)單，不存在變壓交流設(shè)備，無(wú)論是光伏發(fā)電還是風(fēng)力發(fā)電，都可以直接進(jìn)行電能輸送，可以存儲(chǔ)在蓄電池中，也可以應(yīng)用到電動(dòng)汽車中，可以有效降低能源的消耗浪費(fèi)，電能的所關(guān)聯(lián)用電負(fù)荷較為充足，產(chǎn)生較多的電能剩余。

在應(yīng)用直流供用電技術(shù)過程中存在一定的問題。首先使高壓直流電流開斷問題，需要制定更加標(biāo)準(zhǔn)、合理的規(guī)定來(lái)規(guī)范直流電的使用，也就是進(jìn)一步將直流供電推動(dòng)向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，因?yàn)槲覈?guó)目前尚未出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的政策文件。其次是相關(guān)控制設(shè)備的安全性能和可靠性得不到保障，確保直流電電能運(yùn)輸時(shí)的穩(wěn)定性。最后一個(gè)問題就是大容量的DC/DC變換器，我國(guó)當(dāng)前使用的變換器需要進(jìn)行研發(fā)升級(jí)，提高其性能。

三、直流供用電技術(shù)的前景展望

當(dāng)前直流供用電技術(shù)主要有兩種，一是利用整流設(shè)備，將原有電路中的交流電轉(zhuǎn)化為直流電;二是直接以直流電的形式進(jìn)行電能的產(chǎn)出、輸送和應(yīng)用。目前我國(guó)在越來(lái)越多的領(lǐng)域都開始利用直流供用電技術(shù)，包括高科技領(lǐng)域，例如航空、船舶電力系統(tǒng)中，隨著技術(shù)的發(fā)展逐步提高直流供用電技術(shù)，未來(lái)使用交流電的領(lǐng)域會(huì)越來(lái)越少。隨著智能化、數(shù)字化的社會(huì)發(fā)展，對(duì)于電能的要求會(huì)越來(lái)越高，不僅是安全、可靠、高效，更要求綠色環(huán)保無(wú)污染、低能耗，對(duì)于直流供用電技術(shù)會(huì)投入更多的資源進(jìn)行研究和開發(fā)，實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的全過程直流電，為建設(shè)綠色環(huán)保的社會(huì)提供基礎(chǔ)支撐。

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