低压直流供电技术研究综述

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1、２０１８年７月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第３７卷第４期１·专论与综述·低压直流供电技术研究综述１，王益鑫２，李１１１１吴盛军强，费骏韬，韩华春，吕振华（１．国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，江苏南京２１１１０３２．盐城工学院，江苏盐城２２４０５１）摘要：随着电力电子技术的发展，直流供电技术呈现出技术和经济优势，在能源变革背景下具有很好的发展前景。本文首先对低压直流供电的发展情况和电压等级序列等进行了论述，随后总结分析了直流配电网协调控制、配网保护和电能质量控制等关键技术以及关键设备的研制情况，最后整理了国内外直流供电技术研究与工程应用情况，其中苏

2、州工业园区主动配电网应用示范区是城市能源变革的重要探索。关键词：直流供电；直流配电网；直流微电网；供电电压等级中图分类号：ＴＭ７２文献标志码：Ａ文章编号：２０９６－３２０３（２０１８）０４－０００１－０８灯、电话、电脑等现代电力电子负载内部都是直流０引言负载，未来电动汽车的普及将会增加直流供电需由于直流输电技术水平的限制，直流输配电比求，促进直流供电发展［３］。交流方式更难实现，现今的电力系统仍以交流输配可见，直流供电技术的发展，主要受直流技术电为主。近年来，随着电力电子技术的发展，直流优势的内在驱动，以及分布式能源和直流负荷发展输配电面临的技术问题得到了逐步解决，直流系统的外在促进。本文首

3、先介绍直流供电技术发展现的技术优势也已呈现。相比于交流系统，直流系统状，然后分析直流供电的关键技术和设备研制情可以显著提高输配电运行水平，使输配电更简单、况，最后整理了直流供电的工程研究与应用情况。高效，并且降低了输配电成本［１－２］。在高电压等级侧，世界各地已经建设了１直流供电技术现状１００多套高压直流输电系统，其中长距离输电和近海输电１．１低压直流技术发展情况工程占很大比例。高压直流输电系统具有更高的１９世纪８０年代，安迪生电力照明公司利用“巨效率、更低的成本和更好的环境适应性。高压直流汉号”直流发电机给上千只白炽灯供电，形成了直输电线路一般比同等容量的高压交流线路更细，且流供电技术的雏

4、形。受当时的技术水平限制，直流高压直流允许通过地下电缆进行远距离输电，减少供电系统电压等级低，供电容量小，输送距离短，未了对环境的影响。能广泛应用。在低电压等级侧，直流配电为现代电力系统提２０世纪中后期，随着电力电子功率器件的发展供了一种提高用电效率、电能质量和可靠性的可行和应用，电力负载呈现多样性，同时计算机和通信解决方案。目前直流配电的优势已在一些独立的设备对电源的安全和稳定性要求不断提高，极大地电力系统中体现，如通信基站、数据中心、航空航天推动了直流配电技术的发展。到２０世纪末，低压直和海洋供电等系统，对这些独立电力系统来说，供流配电已成功应用于数据通信中心、航空、舰船和电可靠性、用电

5、效率和用电成本尤为重要。城市轨道交通等对供电质量要求较高的领域［４］。在电力用户侧，光伏发电、储能电池和现代电２０００年后，能源危机和环境污染等问题凸显，力电子负载等直流终端大量接入，使得直流供电系可再生能源和节能环保受到世界各国的普遍关注。统比交流系统更具优势。大部分可再生能源发电可再生能源多为直流电源，大部分节能设备是直流系统为直流电源，如光伏电池和燃料电池。虽然风负载。直流电源和负载的增多促进了低压直流配力发电机是交流电机，但其需要经过交－直－交变换电网的研究和应用，美国等西方发达国家纷纷开展才能通过交流并网，而通过直流并网可以避免双变了相关研究，提出了各自的直流配电网概念和发展换，使

6、风电系统并网更加方便和高效。电视、ＬＥＤ目标。收稿日期：２０１８－０３－２１；修回日期：２０１８－０４－２８２０１０年，美国弗吉尼亚理工大学ＣＰＥＳ（Ｃｅｎｔｅｒ基金项目：国家重点研发计划资助项目（２０１７ＹＦＢ０９０３３００）ｏｆＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＳｙｓｔｅｍｓ）提出ＳＢＮ（ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ２ｂｕｉｌｄｉｎｇａｎｄｎａｎｏｇｒｉｄｓ）系统，该系统有ＤＣ３８０Ｖ和及相应的技术要求，将为直流配电产业带来可观的ＤＣ４８Ｖ２个电压等级。美国北卡罗来纳大学提出经济效益。其中，低压直流配电电压优选值为１５００了用于接纳和管理新能源的ＦＲＥＥＤＭ（ｔｈｅｆｕｔｕｒｅｒｅＶ，７５０Ｖ

7、和２２０Ｖ，备选值为１０００Ｖ，６００Ｖ，４４０Ｖ，ｎｅｗａｂｌｅｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒｇｙｄｅｌｉｖｅｒｙａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）交４００Ｖ，３３６Ｖ，２４０Ｖ和１１０Ｖ，１５００Ｖ及以下电压等直流混合配电网［５］，英国、瑞士和意大利等国学者级电压偏差为标称值的－２０％～＋５％。提出了类似功能的ＵＮＩＦＬＥＸＰＭ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌａｎｄｆｌｅｘ［６］ｉｂｌｅｐｏｗｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）系统。