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4新技术对未来规划的影响
配电网一次设备的技术经济寿命通常较长,约为30~50年;保护及自动化设备的寿命相对较短,但也高达10~20年。然而,基本的电网技术不会发生巨大变化。最具有发展前景的技术是与通信技术结合的电网自动化技术,以及在配电网中大规模利用电力电子和储能技术。如果储能电池的技术及价格发展仍能保持过去几年的发展趋势,储能电池将会成为配电系统的一部分,该技术具有潜在的巨大技术经济前景。
目前电力电子产品价格的市场竞争力正朝着有利的方向发展。例如,LVDC技术改进的性能、能效及具有竞争力的价格,提升了其在配电系统中应用的机会。在未来,有些电网用户(如数据中心)将可能以直流电方式直接并网,同时不仅是小规模的电源、也包括所有终端用户的电网接口(AC/AC和DC/AC),将采用电力电子和储能设备,通过这些技术的使用,可以在任何场景下优化用户的电能质量(AC和DC),可以消除所有的终端用户的短时停电,因而可极大地降低配电系统的成本。
4.1LVDC技术
图5所示为一种LVDC系统的典型结构。分布式电源通过交直流转换单元接入,其电压变化范围为1500V到±750V。随着电力电子器件的发展,电力电子设备的能效将大为提高,从而可提高整个配电系统的能效。芬兰已有一批关于LVDC系统的试点项目在实施,图6为在芬兰某地配电网中安装LVDC的实例示意图。系统中DC电压为±750V,3个用户通过DC/AC换流器连接到直流电源。直流侧电容器的充电容量足以消除快速自动重合闸对用户的影响。在不久的将来,储能(电池)和小规模电源(如太阳能电池板)也将连接到直流电网中。
图5 基于LVDC技术的配电系统
图6 基于LDVC技术的配电系统示意图(芬兰Suur-Savon案例)
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