直流配电网研究进展及应用

正近年来,随着电力电子技术的高速发展,直流输配电技术日新月异,以电压源型变流器为基础的多端柔性直流输电技术、直流电网技术以及混合直流输电技术都已经取得了长足的进步。在配用电领域,一方面,在海上风电及大规模光伏电网并网领域,中压直流配电技术表现出优越的技术经济特性,得到了行业的广泛关注;另一方面,在城市配电、数据中心供电、智能楼宇与智能家居、分布式发电     

住宅直流供电技术的发展与前景

介绍在住宅中实施直流电力的背景和技术发展现状,指出住宅直流供电技术发展呈现几个特征:采用高、低双电压供电方式,前期将采用交流一直流混合供电方式;直流供电技术使得蓄电池、太阳能光伏发电装置以及燃料电池装置的优势得以充分挥发;住宅内各种家电的网络化系统管理是住宅直流供电技术的重要内容。直流家电的发展关键并非用电器具的技术,更重要的是住宅直流供电技术的配电技术以及电力、能源管理等技术的配套。     

10KW光伏并网系统

引言项目位于某办公大楼的楼顶。采用并网的方式与电网连接。1.光伏并网发电系统简介光伏并网发电系统主要由光伏组件、并网逆变器、计量装置及配电系统组成,太阳能能量通过光伏组件转化为直流电力,再通过并网逆变器将直流电能转化为与电网同频率、同相位的正弦波电流,一部分给当地负荷供电,剩余电力溃入电网。2.系统的主要构成太阳电池组件;太阳电池支架;直流侧防雷配电单元;光伏并网逆变器;防逆流装置     

背靠背低压直流配电装备及其直流电压控制策略

直流配电网是未来城市配电网建设的趋势之一,其中两端供电直流配电网具有较高供电可靠性。该文提出一种背靠背低压直流配电装备的方案,该装备集成两变换器,具有较高功率密度。针对该装备控制的核心问题——直流电压稳定,从直流母线功率和能量平衡角度出发,利用小信号建模分析其直流电压不稳定机理,即直流电压波动由两变换器网侧电压、电流和直流负荷电流扰动引起;提出一种电流环引入多扰动量的直流电压稳定控制策略,实现低压直流配电装备在功率变化、电网电压及负荷扰动下的直流电压稳定控制。通过Matlab/Simulink仿真及样机实验验证所提直流电压稳定控制策略的有效性,将为低压直流用电设备提供稳定可靠的供电电压。     

直流配电技术的发展前景

正采用直流配电系统可以简化现有配用电设备中大量的交直流变换环节,减少能源在传输过程中的损耗,提高能源利用效率。随着电力电子技术在配用电系统中的广泛应用,人们开始思考采用直流配电的技术经济可行性。目前,国内外对于直流配电网的研究仍处于起步阶段,直流配电技术从规划设计、调度运行、控制与保护、关键设备、经济分析等方面还有大量问题需要研究。     

特约主编寄语

<正>可再生能源发电、远距离输电及高效用电正在共同推动电力系统电源-电网-负荷等各个环节的电力并网装备从传统电磁化到电力电子化的历史性变革。随着可再生能源发展的持续深化,风光将成为电力系统电源的主要一次能源来源,电源侧的电力电子并网装备将占据举足轻重的地位;与此同时,在电力输送方面,高压/超高压/特高压直流输电方式正在迅猛发展,而输电网络的电力电子化改变了电源及负荷装备间的相互作用规律;此外,基于电力电子变频技术的交流电机传动是电能高效利用的     

直流配电系统技术分析及设计构想

提高运行效率、改善供电可靠性和电能质量、实现分布式电源有效安全接入等问题既是配电系统面临的挑战,也为配电技术发展提供了新的机遇。采用以直流为主导的配电方式对于解决上述问题将是一次有益的尝试。文中阐述了直流配电技术的研究现状,总结了直流配电系统的技术特点和潜在优势,分析了直流配电系统发展的若干关键技术及其可行性,并提出了一种基于电子电力变压器的多级直流配电系统构想。以配电网末端的家用配电为例,给出了一个具体的低压直流配电系统设计案例并进行了仿真验证。     

智能楼宇直流配电系统实施方案研究

为了解决数据中心、分布式电源以及直流用电负荷不断接入的问题,对智能楼宇的直流供电系统实施方案进行研究。首先,针对智能楼宇高可靠性的供电需求,设计了闭环双层环状直流配电网拓扑结构;然后,制定了适用于直流配电的系统保护方案,并对主要保护设备进行优化选型;最后,考虑投资成本和传输效率,分析了直流配电方式的经济性。结果表明,所提出的直流配电系统实施方案可降低损耗、提高经济效益,能够满足智能楼宇的用电需求。     

高压直流供电系统推广应用所涉及的关键技术

正高压直流供电系统推广应用所涉及的关键技术包括:(1)电能变换与控制直流配电系统中变换器的数量和种类较多,负荷、储能装置均通过这些变换器连接到直流母线上。主要包括整流、逆变与斩波设备。(2)IT设备供电兼容性IDC中的IT电子设备是否可支持直流供电由其电源输入侧结构决定,机内电源输入侧一般为二极管不控整流桥。交流电经过不控整流桥变换为直流,再经过DC/DC环节降至低压直流后供给数字电路。(3)拓扑结构交流系统一般由整流器、逆变器和静态开关等组成。市电经过降压、整流后供给逆变器,同时为备用蓄电池充电,逆变器再将直流电重新逆变为交流电并通过     

一种UPQC直流侧电压控制器的设计方法研究

统一电能质量调节器（UPQC）的直流侧电容电压维持恒定与其和电源的有功功率平衡有关,为获得直流电压闭环控制模型,将直流电压表示成为电源有功电流的函数是必要的。提出了一种利用UPQC小信号模型推导出直流侧电压和电源电流的线性表达式的方法,据此获得了直流侧电压控制的闭环模型。以此为基础,探讨了直流侧电压控制器的设计方法。利用这种方法,针对实际的控制策略,计算出控制器的参数。仿真结果显示,采用这种方法设计的直流侧电压控制系统具有较好的频率特性,获得了较好的直流侧电压,表明这种方法是有效的。     

深圳柔性直流配电示范工程技术方案研究

随着电力电子技术和现代配电系统的发展,柔性直流配电可用于解决城市电网日益突出的高可靠性供电和分布式电源并网供电的实际需求。为了对中压直流配电系统的建设提供技术参考,基于当前已有的直流配电系统分析、控制保护、关键设备研制等技术研究工作,提出了在深圳市宝龙工业城建设±10kV多端直流配电示范工程的技术方案,明确了该示范工程采用的电气主接线形式、主设备选型方案、过电压与绝缘配合要求、系统运行方式、控制保护方案等关键技术内容。     

一种UPQC直流侧电压控制器的设计方法研究

统一电能质量调节器(UPQC)的直流侧电容电压维持恒定与其和电源的有功功率平衡有关,为获得直流电压闭环控制模型,将直流电压表示成为电源有功电流的函数是必要的.提出了一种利用UPQC小信号模型推导出直流侧电压和电源电流的线性表达式的方法,据此获得了直流侧电压控制的闭环模型.以此为基础,探讨了直流侧电压控制器的设计方法.利用这种方法,针对实际的控制策略,计算出控制器的参数.仿真结果显示,采用这种方法设计的直流侧电压控制系统具有较好的频率特性,获得了较好的直流侧电压,表明这种方法是有效的.     

柔性直流配电系统稳定性及其控制关键问题

柔性直流配电系统大多采用电力电子设备与交流系统互联、接纳分布式电源与负荷,呈低惯性弱阻尼特性,同时分布式电源与负荷的随机性波动致使运行具有时变特性,易产生不同频率的振荡甚至失稳现象。文中总结了柔性直流配电系统稳定性分析及控制方面遇到的挑战,指出其多时间尺度与随机特性是技术上面临的主要难题。通过总结建模、振荡机理与稳定性分析以及稳定控制方面的研究现状,展望了未来在多时间尺度建模与振荡机理、随机扰动稳定性分析以及时变场景鲁棒稳定控制方面的关键问题,为柔性直流配电系统的稳定性研究提供思路。     

直流配电系统关键技术及应用

正伴随着半导体技术及电力电子技术的发展,直流配电系统以其能高效、可靠接入直流负荷、分布式能源发电和储能单元等技术优势,逐渐成为各国的研究热点。直流配电系统可以通过直流网架将大量分布式电源和储能系统互联起来,直接为直流负荷供电,也可以通过电力电子换流装置,接入交流负荷、分布式     

配网配电(开关)站自供电源接线优化方式

本文首先介绍了配网配电(开关)站的典型自供电源接线方式,在配电(开关)站典型一次主接线基础上,从满足配电(开关)站站运行维护和系统负荷用电需要出发提出"TV+UPS"优化方式;同时介绍了大中型配电(开关)站的"重要负荷采用直流供电、其他负荷采用交流供电"的自供电源接线优化方式。     

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     

基于矩阵算法的主动配电网交直流混合网络供电恢复策略研究

考虑到直流输电技术的发展,直流配电应用于配电网中是未来配电网的研究重点。本文为解决主动配电网交直流混合网络的供电恢复问题,提出含直流配电线路的主动配电网供电恢复方案,当交流配电线路出现故障时,考虑直流侧配电线路网损、换流器以及分布式电源影响下的供电恢复方案;当直流配电线路出现故障时,考虑转换直流侧运行方式或让失电的直流负荷转入计划孤岛运行模式,以保证直流侧重要负荷的持续供电,分别提出交流侧和直流侧约束条件,并在约束条件下选取网络损耗、线路末端电压越限节点个数以及开关操作次数作为指标构建目标函数,依据矩阵算法对供电恢复过程的不同恢复方案进行大数据分析与处理,得出最优方案。通过改进的IEEE123节点算例证明,提出的方案能够有效的解决主动配电网的供电恢复问题。     

工业专用UPS是针对工业应用的特殊设计

电力专用UPS主要应用在电力系统中,由于绝大多数厂（站）均已配备有直流屏或蓄电池组,直流屏的直线母线电压为DC220V和DC110V两种,主要为合闸装置、继电保护及事故照明等提供备用直流。电力专用UPS,就是利用原有直流屏作为逆变器在市电断电后的直流电,再经过逆变后提供不间断供电,其典型原理如图4所示。所以如采用电力专用UPS,将避免蓄电池组的重复投资。众所周知,UPS中蓄电池组的投资比较大,特别是在长延时UPS系统中,蓄电池组的投资甚至远远超过UPS机组的投资。因此利用原有直流屏或将原有直流屏作适当扩容将大大降低不间断电源的投资。另外,由于电厂的直流电池屏容量均较大,因此采用逆变电源供电时,在网电断电后可提供较长的交流供电时间。     

一种适应农村地区的新型低压直流配电系统

农村经济快速发展,现有的农村配电网电能供需矛盾日益尖锐.借助分布式电源的发展,以某县为例,设计一种适应当地用电负荷水平的新型低压直流配电系统.具体研究内容包括系统的拓扑结构、工作流程和电压等级,提出了一种基于电力电子装置的自适应协调控制技术,并根据实际需求设计合理的蓄电池容量和光伏容量.该低压直流配电系统已在示范区投入运行,运行结果显示,系统设计合理,可满足用户用电需求,同时保证了经济性.     

基于DDC的直流微电网接入技术研究

以直流配电中心为核心构建的柔性互联配电网,有效解决了电磁环网问题,真正意义上实现了多回馈线闭环运行,文中基于直流配电中心重点研究了以直流电力电子变压器为核心的直流微网接入技术。首先对直流电力电子变压器的基本结构和工作原理进行了分析和介绍,并设计了相应的控制策略;然后对含有光伏、直流负载的简单直流微网及相关模型进行介绍;最后利用PSCAD/MTDC搭建了四端交直流柔性互联配电系统,并通过直流电力电子变压器接入了光伏和直流负载单元,验证通过直流电力电子变压器实现直流微网与直流配电中心互联的技术可行性。结果证明直流配电中心系统能够稳定运行,直流变压器能够满足直流微网接入的技术需求;在稳态及受到扰动时,系统能够维持稳定运行,直流负荷供电不受影响。