论述直流供用电技术的发展现状及前景展望

文/石祥进，江苏省宏源电力建设监理有限公司

1 直流供用电技术的含义

直流供用电技术是指通信站提供直流电给用户使用的供电技术。根据具体的指标规定，一般使用的基础电源是－48 V直流电源。整套系统的主要组成部分是整流器、蓄电池、直流变换器和直流配电屏等。蓄电池储蓄足够的电量，使其能保证在主供电设备出现断电时，蓄电池内的电量可以继续支撑电力的供应。目前，根据电流供电方式不同，我国的直流供电系统划分成集中供电方式和分散供电方式两种；又可以根据电源型号的特性，划分成正常式供电和混合式供电。

2 直流供用电技术的研究现状

近几年，日本学者加强了对直流供电技术的研究力度，将其广泛应用到普通居民用电以及工业生产之中。2008年，日本还专门成立了直流供电技术研究所，对其供电方式以及其对社会发展的影响进行分析，特别是该技术对于普通居民用电过程的影响，并开始研究直流电在家用电器中的发展。日本的两家著名集团，夏普集团和TDK集团还曾经做过关于直流电技术的电子展示以及专题报道。2009年，第一届GBPF会议召开，会议提出了直流电供应的标准，并对其相关参数进行规定。随着技术性能的不断提高，直流供用电技术在美国、日本以及亚洲相关地区的应用也越来越广泛。

3 直流供用电技术的应用现状及应用实例

直流供用电技术在生产生活中主要应用于照明系统、电动装置、电热系统以及电子装置中。从形式上看，人们经常使用的用电设备采用的是交流电，但从内部电路方面，很多电路的电源输入端口都有过滤电路装置，将交流电转变为不同电子装备所需的直流电。

3.1 直流供用电技术的应用现状

3.1.1 照明系统

照明系统主要包括白炽灯、荧光电源以及半导体照明系统三部分。白炽灯可以使用直流电或者交流电两种电源，不需刻意转变；荧光电源中利用直流电源，可以不使用整流电路，较少滤波即可使用；半导体照明系统最适合使用直流恒流源进行电能输送。

3.1.2 电动装置

电动装置主要有三种情况：（1）应用于大功率装置的单相交流异步电动机；（2）用于电动设备的串激式发电机；（3）用于小设备的直流永磁式微型电流机。单相交流异步电动机主要应用于比如洗衣机、冰箱等一些大功率的家用电器。在这些电器之中，与电风扇运行方式相同的电器，可以直接使用直流电机进行工作；而类似空调、冰箱这类电器，其运行是通过变频或者直流无刷电机来控制。这种技术需要先将220VAC整流滤波转变为直流电，再通过电路变换对电机控制。串激式发电机可以直接利用直流电进行操作。直流永磁式微型电动机主要应用于低压直流供电设备，通常用于小设备，需要配合相关的调压装置使用。

3.2 直流供用电技术的应用实例

3.2.1 直流电源系统

直流电源系统主要有两种供电方式，第一种来自交流电网，通过整流器与供电装置相连；第二种方式是通过可再生能源进行发电，再利用双向连接设备与供电母线相通。目前我国市场上的断路器主要是220V电压等级的；整流器可以采用晶闸管整流或者MM C设备，MMC选件应用比较困难，晶闸管整流可将直流电转变为220VDC。

3.2.2 照明供电系统

LED灯管因其绿色环保的性能使它在我国照明系统中得到大范围的应用。与传统的白炽灯相比，LED采用直流供电模式。因此，我国的照明系统普遍应用的是220V直流供电的LED灯管。

4 直流供用电发展中存在的问题

4.1 高压直流电流开断

在电流传输过程中，断路器可以依过零点来断开各种类型的电流。直流电流通过断路器时若要强迫归零，对断路器的工作性能和对其控制装置都有严格的技术规定。

4.2 直流供电的标准化

直流供电的标准化是直流电在电力供应过程中需要重点关注的内容。但是，我国尚未对电压、电流的标准进行规范化的数据要求。同时，接头的相关标准以及接口的性能部分都没有严格的标准，这些对于直流供电的标准化运行形成不利影响。另一方面，现在各种电器的设计大多数是为满足交流电运行的需求，许多厂商不愿意冒着亏损的风险，进行直流电改造，因为保证电压的安全性是我国直流电控制的最大问题。电压过低会增加电阻的消耗；而电压过高便会对系统的安全运行造成一定的影响。

4.3 相关控制设备与可靠性不高

在直流电传输过程中，接入的新电源性能多种多样，各具特色。这会增加电流传输的不稳定性，因此要加强直流电运行时的稳定性；另一方面是电流传输过程中的可靠性不足，并且可靠性的测评技术不完善，造成对系统的可靠性测评不高。

5 直流供用电技术的未来发展前景

通常情况下直流电主要可以通过两种方式获取，一种是在原有电网的基础上，将交流电通过整流滤波转变为直流电；第二种方式是从电流的起点开始，到运输过程，再到用户的用电过程，整个电流的传输过程都是用直流电方式进行传输。从我国目前的发展状况来看，主要的直流电传输方式是利用整流滤波转变为直流电方式。但是，随着科学技术的进步，直接运用直流供电技术是大势所趋，会逐步取代整流滤波转变为直流电的模式。同时，随着信息化技术的发展，科技手段将会使直流电供电技术的发展更加完善，使整套设备的运行过程更加合理，有利于我国直流电技术的发展。

6 结束语

直流供用电技术的使用，提高了我国电能的使用效率，简便电流传输的过程，节省传输材料，减少线路运行过程中的消耗。在政府倡导可持续发展的国情下，直流供用电技术是保护我国绿色发展的必要举措。直流电运行过程中存在的问题与不足，要积极借鉴国内外先进的管理经验，并结合我国的实际发展状况，探寻出一种适应我国直流供用电技术的方法。