直流配电网及其在舰船区域配电的应用.pdf

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1、船电技术1应用研究直流配电网及其在舰船区域配电的应用王森，刘勇(海军驻上海江南造船(集团)有限责任公司军事代表室，上海201913)摘要：随着电力电子技术的发展，直流配电网与交流配电网相比在很多领域取得了技术和经济优势，具有巨大的发展前景。简要介绍了直流配电网在国内外的发展情况，分析了直流配电网的发展趋势，重点结合直流配电网在舰船区域配电上的应用，对直流区域配电系统的拓扑结构、控制方式和常见的接地保护进行了阐述，最后对直流配电系统在舰船上的应用情况进行了展望。关键词：电力系统直流配电区域配电控制保护中图分类

2、号：TM721．1文献标识码：A文章编号：1003．4862(2014)11．0077．04DCPowerDistributionNetworkandItsApplicationstoZonalPowerDistributionofWarshipsWangSen，LiuYong(NavalRepresentativesOfficeinJiangnanShipyardCO．，LTD，Shanghai201913，China)Abstract：Withthedevelopmentofpowerelectroni

3、cstechnology,comparedtotheACpowerdistributionnetwork,theDCpowerdistributionnetworkhastremendouspotentialforitsobviousadvantageintechnologyandeconomy．ThedevelopmentandthetrendofDCpowerdistributionnetworkinvariouscountriesaresummarized,applicationstozonalpow

4、erdistributionofwarshipsareemphasized,thetopologicalstruc'ture，controlmethodsandusualgroundingprotectionareintroduced．Atlast,theapplicationsprospectoftheDCpowerdistributioninwarshipsisreviewed．Keywords：electricalsystem,"DCpowerdistribution,"zonalpowerdistr

5、ibution,"control；protection0引言在输配电系统产生初期，直流是最主要的配电方式，爱迪生在纽约建立了世界上首个直流配电系统⋯，因为当时直流输配电电压等级偏低、容量较小等原因，使得直流配电的主体地位被交流配电网络所取代【2jJ。20世纪末，随着功率半导体及多项电力电子技术的发展，在经济和技术等多项指标中，直流供电技术的优势渐渐凸显，多国相继开展直流配电方面研究。军舰、航空以及混合电动汽车等特殊应用领域的直流区域配电技术也取得重大发展收搞日期：2014．08．29作者简介：王森(1988

6、一)，男，硕士。研究方向：电力集成技术。【4]。直流配电得以广泛推广，主要有以下两个方面的原因：第一，分布式电源的发展。随着能源危机出现，分布式能源系统依赖其负荷调节性强、供电性能稳定、电力传输损耗小以及可再生能源应用等特性受到世界的广泛关注15】。常见的分布式电源中，一般均产生直流电，或可以通过整流环节后变为直流电。分布式电源的接入可节省直流配电网中多个换流环节，降低成本、减少损耗；第二，变频技术快速发展和直流供电负载需求不断增加。在电力电子变频技术应用中，交流配电一般要经过AC—DC—AC环节，在直流配

7、电系统中仅需DC—AC转换，减少变换器损耗。在日常生活中，如LED灯、手机、液晶显示器、个人电脑以及现阶段推广的电动力汽车等多种电气设备均直接采用直流供电，对于供电质量有较高要求酌敏感负荷也推动了直流配电的发展。77船电技术I应用研究l国内外直流配电系统在2007年，美国费吉尼亚理工大学CPES中心提出“SustainableBuildingInitiative(SBI)”，2010年将其发展为SustainableBuildingandNanogrids(SBN)，负责为住宅供给优质电力[6】。在SBN研

8、究的基础上，结合当前高压直流输电的最新技术，CPES还提出不同电力分层连接的方法，设想了交直流电混合配电系统结构。2004年，日本东京工业大学提出基于直流微电网的配电系统，完成10kW直流配电系统样机。基于上述研究，大阪大学提出双极结构直流微电网系统，由降压变压器从6．6kV配电网直接获得230V交流电，然后整流为170v直流电，通过DC—DC变换器，包括蓄电池和超级电容在内的多个储能设备均可连接到直流母线。通过