直流配用电系统关键技术及应用示范综述

构建高效、低耗、可靠的多电压等级直流配用电系统是实现直流型源、荷灵活接入和高效匹配的重要途径。随着电力电子技术的发展,直流配用电技术及经济优势逐渐显著。从电压等级序列及供用电模式、直流配用电系统接线及接地方式、直流配用电系统关键装备、系统运行控制、系统保护方法和示范应用6个方面介绍了国内外直流配用电研究的最新进展,对当前理论及应用的不足进行了论述。最后,对直流配用电系统未来研究的重点方向进行了展望。     

中低压直流配用电系统接地方式选择研究

随着直流源、荷的日趋增多及电力电子技术的快速发展,直流配用电安全、可靠、高效的技术优势逐渐显现。合理的接地方式是构建安全、可靠、高效的多电压等级直流配用电系统的重要保障。在分析、总结中压交流配电系统、柔性直流输电系统典型接地方式的基础上,提出了不同换流器类型及不同换流器接线形式的中、低压直流配用电系统的典型接地方式,并通过理论分析给出了不同情况下推荐的接地方式。最后,结合示范区实际情况,利用Matlab/Simulink搭建了仿真模型,对示范工程中、低压直流配用电系统的接地方式进行了选择,验证了理论分析的正确性,结果已用于指导示范工程建设。     

新一代低压直流供用电系统关键技术及发展展望

针对当今社会能源变革现状及电力系统发展新趋势,探索了新一代低压直流供用电系统的主要特征、典型应用场景、关键技术及未来研究方向。分析了现代社会的能源变革特点及电力系统的未来发展趋势,指出了发、储、用一体化的新一代低压直流供用电系统的发展需求;分析了新一代低压直流供用电系统的主要特征和典型应用场景,介绍了低压直流供用电系统的电压等级、国际标准及国内外示范工程的进展情况;分析了低压直流供用电系统的关键技术并展望了低压直流供用电系统的发展趋势。最后,对新一代低压直流供用电领域的未来研究方向进行了总结和建议。     

直流市政供电系统的方案研究与设备应用

随着直流负荷日益增多,且直流电源占比越来越大,传统的交流供电网络已经难以适应现代智慧城市供电需求.针对市政供电不同场景,提出了多种直流配用电系统方案.给出了直流配用电系统设计方案,介绍了直流配用电关键设备,对典型的直流供电场景进行了分析,并列举了一些典型应用场景的拓扑结构.通过工程案例验证了该方案具有良好的应用和推广价...     

直流配用电系统规划与运行

正随着光伏等直流型分布式电源及数据中心等直流型负荷的大量接入,配电系统中具有直流特性的源荷越来越多,传统的交流配电系统不可避免需要增加变流环节,而直流配用电系统的引入可有效减少电能变换环节,提高发电和用电的效率,因而受到国内外高度关注。为了促进直流配用电技术的探索和发展,国家重点研发计划项目"中低压直流配用电系统关键技术及应用"于2018年正式启动。正是在这样的背景下,《供用电》邀请我组织策划了"直流配用电系统规划与运行"专题,围绕行业热点问题,征集了直流配用电技术相关专题论文5篇,主     

直流微电网稳定控制关键技术研究综述

结合未来直流微电网发展趋势,指出直流微电网稳定控制面临的关键问题;从直流微电网母线电压控制、多源协调控制、运行模式切换及稳定性问题等方面,综述了直流微电网稳定控制关键技术研究现状;最后基于天津大学智能直流配用电实验平台,对相关直流微电网稳定控制技术进行了实验验证,并对未来直流微电网稳定控制研究进行了展望。     

国家重点研发计划:中低压直流配用电系统关键技术及应用启动

近日,国家重点研发计划项目“中低压直流配用电系统关键技术及应用”启动会在南京召开。项目负责人介绍了项目研究内容、考核指标、实施保障措施、进度计划等内容。国网江苏电力运检部汇报了示范工程建设方案,华北电力大学、西安交通大学、中国电科院、天津大学等子课题牵头单位分别汇报了课题实施方案。据了解,国家重点研发计划项目“中低压直流配用电系统关键技术及应用”由国网江苏电力牵头,华北电力大学、西安交通大学、中国电力科学研究院、天津大学等18家高校、科研及产业单位共同参与。项目将从“规划设计、装备研制、运行控制、保护方法、工程应用”等五个方面开展深入研究,并计划在苏州开展示范工程的建设,示范工程总容量达10.5兆瓦,远期规划容量可达12.6兆瓦。     

双有源桥式直流变压器发展与应用

直流变压器是实现新能源高效、经济的大规模汇集和构建直流输配电一体化网络的关键设备。文中对双有源桥式直流变压器关键技术发展和应用进行介绍和展望。首先,通过梳理直流变压器的典型应用场景,对不同场景下的应用特点进行概述。在此基础上,针对中高压直流输配电应用场景,从核心电路、典型结构、运行控制、工程化设计、实现和应用等多个方面对直流变压器的分析、设计和实用化方案进行介绍和讨论。最后,对直流变压器的未来发展方向进行展望。随着新能源和直流输配电系统迅速发展,直流变压器的大规模推广应用值得期待。     

中国智能电网技术发展实践综述

智能电网是世界范围内能源和经济发展的必然趋势,我国自2009年提出建设智能电网以来,在该领域取得了丰硕的研究成果与实践经验,获得了国际社会的广泛关注。从接纳可再生能源、智能输变电、智能配用电、智能调度控制系统、通信信息支撑平台五大领域出发,系统评述了我国在新能源并网预测、储能、智能变电站、输电线路防灾减灾、柔性直流输电、配电自动化、分布式电源接入与微电网、智能用电、配用电综合示范、智能调度控制系统、通信网和信息平台12个方向应用的关键技术与示范工程,并对比分析了国外同类技术的发展水平,展望了各项技术的未来发展趋势。     

直流微电网关键技术研究综述

微电网是未来智能配用电系统的重要组成部分,对推进节能减排和实现能源可持续发展具有重要意义。相比交流微电网,直流微电网可更高效可靠地接纳风、光等分布式可再生能源发电系统、储能单元、电动汽车及其他直流用电负荷。该文首先对国内外学术界和工业界在直流微电网领域的相关技术和实验系统研究现状进行梳理;然后,从技术角度对直流微电网拓扑结构、优化规划、运行控制、保护及通信等几个方面进行了分析归纳;最后从交直流混合微电网、交直流混合配电网以及能源互联网等方面展望了直流微电网的发展和应用前景。     

特约主编寄语

正随着分布式电源快速发展、直流负荷不断增加、储能应用日益广泛,传统交流配用电系统中交直流能量变换损耗高、配用电变换灵活性差、配用电环节匹配性低的问题日益凸显;此外,随着用户对电能质量及供电可靠性等要求不断提高,传统交流配用电系统面临新的挑战。直流配用电系统因具有功率调配灵活、效率高、供电容量大、电能质量好、可提供无功补偿等优点,适于分布式电源、储能装置和直流负荷灵活接入,是配用电系统的重要发展方向。     

直流配电系统的组网技术及其应用

随着能源清洁化转型以及智慧能源建设的推进,直流配电系统因便于接纳分布式清洁能源、功率易于控制等优点受到密切关注。对直流配电系统的组网技术及其应用技术的研究现状和发展趋势进行了综述,首先对直流配电系统的主要性能特点进行了总结,其次对直流配电系统中典型的拓扑结构和供电模式进行了全面的分析,进而研究了模块化多电平换流器、直流变压器和低压换流器接入直流配电系统时的控制方式,最后结合交直流混合配电网、直流能量路由器、能源互联网及泛在电力物联网等智慧能源应用场景与发展趋势的分析,总结和展望了柔性直流配电系统关键技术的主要研究方向。     

智能配用电通信网络的研究

随着智能电网的不断发展,各种新型配用电业务层出不穷,现有配用电通信网络架构不能很好地满足未来配用电业务灵活性、开放性的要求。对新兴的智能配用电业务在通信网络方面的需求进行了分析。提出了基于SDN技术并结合网络虚拟化与融合网关技术的智能配用电通信网络方案,研究了网络的基本架构和涉及的关键技术,最后,对SDN技术在配用电业务中的拓展应用进行了展望。     

特约主编寄语

随着新型电力系统建设的不断深入，高比例的光伏、风电等直流型分布式电源陆续接入配电网，电动汽车、储能等直流用户日益增长，配电网的源荷储直流特征愈发明显。为应对配电网的直流化趋势，传统交流配用电系统需要增加转换环节进行衔接，降低了配电网的供电可靠性、电能质量以及整体效率。在此背景下，构建高效、低耗、可靠的中低压直流配用电系统是实现直流型源荷灵活接入和高效匹配，提供安全、灵活、高效供电服务的重要途径。面对中低压直流配用电系统应用场景不明晰、电力电子化程度高、控制与保护复杂等新问题，亟须开展中低压直流配用电系统规划与评估、优化运行与保护控制、关键装备及系统等研究。     

含多种分布式资源的配用电系统运行可靠性研究评述及展望

现代配用电系统可观可控能力大大提升,大量分散接入的柔性负荷、储能装置和可再生能源发电等分布式资源具备柔性调控能力.配用电系统运行可靠性受多重不确定因素影响,为在运行阶段有效提升可靠性水平,需要对系统运行风险进行辨识和平抑.文中针对含多种分布式资源的配用电系统运行可靠性研究展开了深入分析与总结,综述归纳了现有配用电系统运行可靠性评估与提升技术两方面的研究新进展,分析了运行可靠性研究的发展趋势,提炼了现代配用电系统运行可靠性的研究内涵及主要研究路线.针对配用电系统中典型的新设备、新负荷、新形态以及支撑平台等关键技术进行了阐述总结,给出了有待进一步研究的思路方向,以期使运行可靠性评估与提升契合当前发展特点.     

民用建筑低压直流配用电系统接地方式研究

针对民用建筑低压直流配用电系统的接地方式,从人体电流效应和接地故障电流量化分析的角度建立等效模型,研究典型接地方式的接地故障和电击事故特点以及安全防护要求;根据不同接地系统中直流剩余电流检测等技术的作用,结合相关技术和产品存在的问题,认为IT(高阻)接地方式更适合民用建筑低压直流配用电系统。     

直流配电系统拓扑结构及其在工程示范中的应用

随着电动汽车充电桩、数据中心等直流型负荷和光伏等直流分布式电源的大量接入,传统交流配电系统暴露出不足。直流配电系统是实现直流负荷及直流型分布式电源的灵活接入,提高区域内高比例可再生能源并网和消纳的重要手段,因此,直流配电系统研究成为当前国内外研究热点之一。而拓扑结构研究是直流配电系统研究的基础和关键内容,拓扑结构也是直流配电系统应用示范工程需要优先考虑的问题,因而具有重要的研究价值。总结了国内外直流配电系统应用示范工程中采用的拓扑结构类型,归纳为单端辐射状、双端"手拉手"状、环状、多端网状4种基本的直流配电系统拓扑结构,分析了不同结构类型对系统运行具有的实际意义,并讨论了国内外主要直流配电系统示范工程中不同拓扑结构的应用场景、设备配置、保护方案等情况,同时进一步归纳总结了目前直流配电系统应用示范的建设情况,并对未来直流配电系统示范应用进行了研究展望。     

基于网络等值的直流配用电系统可靠性评估方法研究

随着直流负荷容量的快速增加,配电系统亟待调整网络结构,可靠地为直流负荷供电。当前普遍采用的直流负荷供电方式有两种:交流配电系统的直流化和新建直流配用电系统。针对上述两种供电方案,本文提出基于网络等值的直流配用电系统可靠性评估方法,与传统故障模式后果分析法(FMEA)相比,该方法避免了配电系统故障状态重复、繁琐的枚举过程,在提升可靠性评估效率的同时,最大限度地确保了可靠性评估结果的准确性。算例分析基于IEEE-RBTS测试系统,通过对测试系统的分解、负荷点可靠性评估以及配用电系统可靠性评估等步骤,从评估效率和准确度两个层面验证了所提方法的实用性,并在此基础上评估上述两种直流负荷供电方式的可靠性。研究结果表明：直流配用电系统的可靠性远高于交流系统的直流化改造。因此,面对快速增长的直流负荷,建议以新建直流配用电系统的方式为直流负荷供电。     

配电信息物理系统的架构与规划综述北大核心CSCD

在新型电力系统背景下,先进的信息通信技术在配用电领域得到深化应用,配电系统已经发展成为典型的信息物理融合系统,传统的配电系统规划方法已经不能适应融合系统的发展需求。首先,梳理了配电信息物理系统的基本结构、技术特征及应用场景,分析了配电信息物理系统和配电物联网的关系;然后,从双层耦合特性、多重不确定性以及多类型约束条件等角度分析了配电信息物理系统规划所面临的挑战;之后,对配电信息物理系统规划的研究现状进行了分析;最后,针对配电信息物理系统规划的关键技术进行了展望。     

智能配用电大数据关键技术研究

随着智能电网的建设,积累了大量的配用电数据,通过对数据的分析可以更准确地实现用电负荷预测、错峰调度等高级应用。介绍了国内外智能配用电网大数据关键技术研究现状,重点分析了国内外智能配用电业务、大数据应用方面的技术发展;分析了智能配用电大数据关键技术,提出配用电大数据架构,设计智能配用电大数据应用方案,推动智能配用电业务的综合智能化、精益化发展。