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。     

直流配电实验系统初探

面对传统的交流配电网遇到的发展瓶颈,直流配电以其优势获得了广大研究者的青睐.国内对直流配电网的研究主要集中在稳态分析、故障分析与保护、稳定运行控制、电能质量控制等方面.建立专门的直流配电实验系统,可以为直流配电技术的研究提供仿真与试验研究,推动直流配电技术的发展.为此介绍了直流配电实验系统的结构和功能,并对其中的仿真模拟平台和动态模拟平台做了详细描述,提出了直流配电实验系统的初步建设方案.     

低压直流配电系统在智能楼宇中的试点应用分析

在能源革命和“双碳”战略背景下,直流配电是源—网—荷—储互动和提高能效的重要技术和形态。依托国网山西省电力公司电力科学研究院直流配电示范与实证平台对直流配电系统性能展开研究,设计了一种低压直流配电网拓扑结构,并采用基于时序仿真的能效对比方法,对典型日内交、直流配电系统的能效进行仿真计算。结果表明,在相同网络结构下,直流配电网在传输效率方面有着更好的性能。     

中压柔性直流配电技术在深圳电网的应用框架

随着柔性直流输电和现代配电系统的发展,对柔性直流配电的应用需求日益增强。首先对柔性中压直流配电发展背景和现状进行了介绍,对中压柔性直流配电的基本特征和应用方向进行了归纳。其次,通过对深圳电网的实际调研,指出了中压柔性直流配电网在深圳电网的应用前景,提出了中压柔性直流配电的系统架构、关键设备和运行方式,给出了相关研究结论。最后,对中压柔性直流配电网的后续研究工作进行了介绍和展望。     

基于成本分析的柔性直流配电网综合规划方案研究

随着直流分布式发电的高渗透率以及敏感直流电子负载的不断增长,柔性直流配电网络的应用越来越广泛,为比较柔性直流系统与传统交流配电系统,提出基于成本分析的柔性直流配电网规划方案。该方案可确定最优的交直流变电站位置和规模、交直流馈线的布线路线以及中低压侧交直流馈线的长度和容量,其目标函数由投资成本和运营成本组成。提出的柔性直流配网规划方案是在没有预先分配配电系统的地区实施的,并与传统交直流规划方案进行了比较。最后算例结果表明,与常用的交流配电系统相比,采用柔性直流配电方案可降低敏感负载下的总成本,并能提高分布式电源的渗透率。     

柔性直流配电技术的发展与现状

本文通过与交流配电网的对比,结合高压直流输电技术的发展,分析了柔性直流配电网的技术优势,并进一步对目前柔性直流配电研究中诸如电压等级、拓扑结构、关键设备、控制保护等关键技术进行了分析,结合中国目前已有的典型示范工程,对柔性直流配电技术的研究现状、重点方向进行了介绍。     

直流配电网研究现状与展望

相较交流配电网,直流配电网具有供电容量大、线路损耗小、电能质量好、无需无功补偿,以及适于各类电源和负载接入等优点。较为详细地论述了直流配电(相对交流配电)的特点、优势及其网络的整体概念,提出了直流配电网的拓扑结构,总结了直流配电网在规划设计、调度控制、继电保护及关键设备等方面的研究情况,最后指出了直流配电网优化调度、故障诊断与定位、直流断路器等尚需深入研究的问题。     

直流配电网系统关键技术探讨

针对提高运行效率、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配电系统面临的问题和挑战,提出了以直流为主导的配电方式,用于解决上述问题的可行性研究和探讨。结合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,系统地探讨并分析了直流配电系统发展的若干关键技术及其可行性。     

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。     

低压直流配电系统结构分析

结合国内外直流配电网的研究现状,对配电系统构架所包含的高压配电母线的供电方式,低压直流配电母线的构成形式,高压配电母线到低压配电母线的连接方式,分布式电源的组织形式及分布式电源和负荷到低压配电母线的连接方式等方面进行了详细分析,并探讨了适合城市低压直流配电网发展的合理电压等级。最后,结合我国现有电网条件,针对城市直流配网的发展方向提出了建议。     

中压直流配电系统保护技术研究综述

随着电力电子技术的应用与发展,配电网的源荷储直流特征逐步明显,中压直流配电系统的经济技术优势显著。直流配电保护是保障系统稳定安全运行的关键,但仍未形成成熟的技术体系。本文试图对国内外直流配电系统保护技术的研究状况做一个系统的介绍。文章首先概述了与保护方法制定相关的直流配电系统拓扑结构、换流设备、接地方式以及暂态故障特性等内容。其次,对目前普遍研究和应用的直流配电系统保护方法进行了归纳总结,分析了各种保护方法的适用性和局限性,并对工程实践中应用的直流配电系统控制保护一体化技术进行了归纳和分析;最后,对直流配电系统的保护技术进行了展望和总结。     

直流配电网电压等级序列研究

直流输电相关技术的发展使得构建一个多级直流网络配电系统成为可能。首先详细分析了直流配电电压等级序列制定的基本原则与主要约束条件。在分析各电压等级直流配电能力基础上,以负荷需求为基本出发点,综合考虑相关设备制造水平、电网结构优化需要等方面,提出了一套高压、中压、低压以及超低压相互配合的直流配电网电压等级序列。最后通过具体算例,简要分析了多级直流配电的经济性。     

单端量行波保护在中压柔性直流配电网的适应性分析

为了研究单端量行波保护原理在中压柔性直流配电网的适应性,首先通过对单端量行波保护的原理分析,得出其最佳应用条件。结合柔性直流配电线路的故障特征进行理论分析,从而得到行波保护在直流配电网中适应性的一般结论;然后搭建中压柔性直流配电网的电磁暂态模型并进行仿真,并与通过理论分析得到的结论进行了比较分析。研究结果表明,单端量行波保护能够适用于中压柔性直流配电线路的保护,且动作性能良好。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

智能直流配电网研究综述

随着电力电子技术的发展,相比交流配电网,直流配电网在很多领域取得了技术和经济优势,具有巨大的发展前景。首先对直流配电的发展历程、优势及运行特点等进行了论述和分析;在此基础上,介绍了直流配电网在一些发达国家的研究现状与发展情况。其次,对直流配电网研究中的系统架构、控制技术、保护技术等关键问题和相关研究现状进行了全面的阐述。最后,对直流配电网在中国的发展进行了介绍和展望。     

交直流混合配电系统评价体系研究

城市负荷密度快速增长对城市配电网供电能力及电能质量要求不断提高,以交流输电为主的城市配电网发展面临越来越大的困难和挑战,包含柔性直流输电线路的交直流混合配电系统必将成为解决城市配电网发展的有效途径之一。本文根据交直流混合配电系统的特点,分析交直流混合配电系统评价的影响因素,建立技术经济评价指标体系,并按照差异化的原则,确定了不同指标的分类评价标准。在此基础上,根据指标属性特点对指标进行了分类,给出了评价指标分值的实用化计算方法。     

采用柔性直流技术的智能配电网接入交流电网方式

基于柔性直流技术的智能配电网与交流电网的连接方式是系统设计的基础,也是直流配电中的关键技术之一,为此针对±10kV基于柔性直流技术的智能配电网接入交流电网的方式开展了理论和仿真分析。首先从理论上简要分析了其与10kV交流配电网之间可能的连接方式及各种连接方式下交直流系统故障之间的相互影响。然后在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中建立不同连接方式下的仿真模型并开展典型故障下的仿真计算,从过电压和过电流的角度分析交直流系统故障间的相互影响。最后,从系统运行可靠性和经济性的角度提出基于柔性直流技术的智能配电系统与交流电网之间推荐的连接方式,即直流配电系统通过联接变压器与交流电网连接。     

直流配电电能质量研究综述

直流配电的电能质量研究直接影响到当前直流配电理论技术的发展。首先论述了直流配电系统的配电电压等级和网络结构,然后详细分析了当前直流配电系统中存在的电压波动、闪变和谐波等电能质量问题。接着重点阐述了迄今为止国内外相关的直流配电电能质量标准,以及适用于直流配电电能质量的评估体系和方法。之后总结归纳了当前国内外对直流配电系统中电能质量问题的治理方案。最后对目前直流配电电能质量的研究方向进行了探讨,为今后直流配电电能质量的研究提供参考。     

基于RT-LAB的柔性直流配电网建模与仿真分析

基于实时数字仿真系统RT-LAB建立典型"手拉手"拓扑,含分布式能源光伏、锂电池以及交直流负载的直流配电网实时仿真数学模型。利用该模型对柔性直流配电系统的启停控制、指令控制等运行方式进行暂态响应特性仿真分析。RT-LAB实时仿真技术显著增强柔性直流配电网系统仿真的时效性和实用性。配网启动逻辑设计及软开关技术、逐级功率提升法的应用,有效减小了直流配电系统启动电流冲击及接入操作过电压。系统建模满足直流配电系统运行要求,对其启动控制及运行工况的仿真分析,为柔性直流配电工程建设进一步研究提供参考。     

中低压柔性直流配电系统稳定性分析模型与机理研究综述

中低压柔性直流配电系统可高效接纳利用光伏、风电等新能源和储能等直流型电源,为电动汽车、数据中心及LED照明等直流型负荷提供高效可靠供电,因此得到广泛关注.然而由于系统内电力电子设备特性各异,直流网络拓扑复杂,控制策略多样,运行状态变化频繁且变化范围较大,使得直流配电网存在多时间尺度小扰动和大扰动稳定性问题.为此,首先对直流配电系统的拓扑类型以及典型控制策略进行了梳理,然后分别对直流配电系统的典型小扰动和大扰动稳定性研究现状进行了详细的综述,最后对直流配电系统稳定性研究进行了总结和展望.     

基于量热法的LVDC配电系统用户侧逆变器能效测量方法

近年来,低压直流配电技术成为电力领域的发展方向。本文介绍了一种低压直流配电网中用户侧逆变器能效的测量方法。用户侧逆变器是低压直流配电系统的一部分,负责向电力终端用户提供交流电,其功率转换效率影响电力系统的电能配送效率。本文分析了用户侧逆变器及其部件IGBT桥、LC滤波器和隔离变压器的功率损耗机理,并建立了功率损耗模型。继而利用电测法和量热学进行了用户侧逆变器损耗测量,并对模型计算结果进行分析讨论,最后提出了优化效率的措施。