浅谈直流配电网研究现状与发展

黄家溢

【摘 要】随着市场经济的发展，电力资源在我们的生产生活中占据了越来越重要的作用和地位，随着电力需求和负荷的不断增加，传统的交流配电网在电能供应以及能源接入上都遭遇了极大的挑战，对于直流配电网来说，其在技术和经济领域上同交流配电网相比存在着一定的优势，市场潜力巨大，本文将从此为切入点对直流配电网的现状进行研究，通过对交、直流配电网进行对比，为今后直流配电网的发展进行探讨和展望。

【关键词】配电网；直流配电网，经济

电力资源作为重要能源资源的一种，其在人们的日常生活中占据了十分重要的地位。随着时代的发展，电力负荷急剧增加，对于电力资源的需求也在逐步的提升。随着科技的发展，接入电网的能源也变得多种多样，光伏发电，风力发电等清洁能源等分布式能源开始接入电网，再加上直流家用电器的普及，现阶段所运行的交流配电网无论是在用电负荷还是在网架机构上都面临了诸多挑战，为了能够更好的适应当前的电网供电系统，满足城市的发展，需要对现行的配电网进行改革。

有关专家表示，同交流配电网相比，直流配电网在输电容量和对电网的控制上都有更为优越的功能，通过使用直流配电网可以降低对于电子转化器的损耗，为用户提供更高质量的电力资源，调节分布式能源同电网之间的矛盾冲突，使得彼此之间的价值能够得到最大限度的发挥。本文将对直流配电网的使用和发展进行分析，从经济和实用角度直流配电网的使用进行研究。

一、直流配电网的驱动力

（一）直流供电技术的发展

直流供电技术是最早的电能运输方式，但由于当时的科学技术水平有限，直流供电受限于电压变换以及传输容量等难题，逐步被交流供电技术所淘汰。随着电子电力技术的发展，直流供电技术开始重新进入人们的视野，同交流供电相比，直流供电存在着交流无法相比的优势所在，在通信和电动汽车领域，直流供电重新得到广泛的使用。

（二）分布式电源的发展

随着社会的发展，电力能源得到了广泛的使用，由此带来的能源短缺和环境污染问题越来越严重，为了解决日益严重的环境污染和能源危机，分布式能源系统开始被应用于配电网中，其在操作使用中不仅更加的灵活，同时其应用再生能源的特点能够有效的缓解当前所面临的能源压力。其中光伏电池、风力发电以及燃料电池都是极为常见的分布式电源，这些能源的重要特点就是其所产生的电能都是直流电，可以被直接接入直流配电网中，同交流配电网相比能够在换流环节的效率大大提升。

（三）配电网升级改造的需要

随着城市化进程的推进，对于供电系统的建设也有了更为严重的要求，由于供电系统在搭建过程中容易受到电源设计以及道路管道等多方面的制约，当前现行的配电网已经难以满足城市的发展需求，需要对现有的供电线路进行改造和扩展，能够为我们的城市提供更为安全和稳定的电力资源。

二、配电网发展过程中所存在的问题

配电网在电力系统中发挥着极其重要的作用，其结构的好坏关乎了电力供应是否稳定，同时也决定了降损效果是否完好。如果要从配电网进行降损节能，首先需要改进的就是配电网自身的结构，通过改进其设计结构上存在的不足和缺陷，通过科学设计来制定合理的设计规划，就能够对配电网进行改造使其结构设计逐渐趋近合理化，能够满足降损节能的需求。

在对配电网的结构进行设计过程中，环网结构的使用是现阶段最为合理和有效的方案，其无论是在节能效果上还是在推行的可行性上都满足使用需求，當然，如果对于结构的可靠性有着更为严格的需求，可以采取双电源加备自投的方式来实现。

配电网的设计在综合考虑到节能和使用环节的同时，也要考虑到城市的规划和设计要求，其设计必须满足城市的规划安排，根据城市规划的不同，对不同的供电区域进行划分，使得电力网络能够得到最优分配。

三、直流配电网的特点和优势

（一）传输容量大

对于供电系统来说，直流供电技术同交流供电相比，二者最为显著的不同就是其在传输容量上有着明显的优势，据研究表明，在同样的构筑成本下，在相同的空间环境内，直流输电的容量是交流输电的1.5倍，其通过对导线截面进行充分的利用来降低了线路在输电过程中的损耗，进而使得传输效率得到提升。

（二）电能质量高

半导体芯片等技术在日常生活中的广泛使用，其对电能质量也有了更加严格的需求，在传统的交流配电网中，其所提供的电能容易造成电压骤降等影响，严重干扰了其正常使用、同交流配电网不同，在直流配电网中，由于其运用分布式储能装置，使得其所提供的电压更为的稳定避免出现骤降的影响。为了加强直流配电网的稳定性，交流起在其中也得到了使用，其目的时稳定交流侧电压、

（三）系统稳定性好

直流配电网同交流相比，其频率更加稳定，并且在运行使用过程中避免出现无功率等问题，这就使得其线路当中并没有电抗的存在。同时，为了避免电网出现故障对于配电网的运行产生干扰，电力电子装置同样存在着故障隔离的功能，使得直流系统在对比之下显得更加的稳定。

（四）有助于分布式能源的接入

分布式电源的组成颇为复杂，由风力发电机、燃料电池以及太阳能电池以及微型燃气轮机组成，使用直流配电网可以使得接入过程更加的简洁。简化了电动汽车等通过配电网直接用电的过程，显著提升了分布式能源的接入效率。

四、直流配电网的关键技术

（一）运行和控制

直流配电网在运行过程当中存在着电力电子转化器之间的能源互动，之间的变换器在不同的工作时期其工作状态也有所不同，为了保障其运行过程能够稳定进行，直流配电网的控制技术就显得尤为重要。直流配电网自身存在着上层简化，底层复杂的特点，其控制系统应以此为出发点，充分考虑到配电网的调度层次等影响因素，将其对配电网的控制分为系统级、微网级以及单元级。

（二）关键设备

在直流配电网中其关键设备是其能够得到稳定运行的基础和保障，因此，在直流配电网的建设发展中需要加强对下列设备的研究和开发：

直流变压器。直流变压器是直流配电网中进行电压转化的关键，同交流配电网中相同，变压器自身应当具备高低压转化的能力，除去具备良好的变压能力之外，变压器的容量也有着较大的需求，要满足直流配电网的使用需要。

直流断路器。直流断路器在直流配电网中起到故障隔离的作用，也就是说，直流断路器是直流配电网得以安全运行的重要保障和基础，随着科技的发展，直流断路器开始在低压直流配电网中得到了广泛运用，对其开发和研究对于配电线路的使用和保护具有十分重要的意义。

直流插件开关。对于低压直流配电线路而言，在接合和断开过程中存在着较大的电弧，其对于开关有着严格的要求，然而，现阶段所使用的开关无法直接的运用到这一过程中，因此，加大这一领域的开发，有助于加强直流配电网的发展。

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