直流微电网应用领域与应用场景探索-北极星输配电网

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一百年前那场关于交流和直流的技术路线斗争中，爱迪生的直流电最终输给了特斯拉的交流电，从此开始了一百年的交流电力系统时代。但是......

跨越世纪的战争

但从技术上说，交流电有幅值、频率、相位三个量需要控制，而直流电只需要控制电压幅值，更加简单稳定，且实际用电设备的最终环节大多是直流的(只是因为现代电力系统是交流的，所以绝大多数用电设备设置成交流电输入，其实其最终供电的部分是直流，这一点颠覆了大家的直观感觉，要跟大家解释一下)。但为什么当时交流电会输给直流电呢?原因在于电力传输需要能够将电压升高和降低的变压装置，在当时的技术条件下，交流变压器很快被研发出来，但直流变压器却一直没找到办法，直到近年来电力电子技术的发展，让直流变压器成为可能，这才让直流又有了翻身的机会，虽然这一晚就是一百年，但未来电网的趋势将不可避免的走向直流，爱迪生的时代将再次来临。

直流微电网优点

1. 没有无功问题

直流系统中不存在无功电流分量，在提供同样有功功率的情况下，直流系统电流幅值及相应损耗较交流系统更小，当直流微电网电压为交流线电压的2倍时，直流线路的有功损耗仅为交流线路的15%-50%。

没有无功问题也使电压分布与线路电感、电容参数无关，更有利于电压控制;

2. 没有相位问题

交流电网中的设备(主要为电源)切换与相位、相序、频率等交流电特征量密切相关，直流微网上的设备无需考虑相位问题，切换更容易，稳定性也得到增强;

3. 结构简单

由于大多数新能源发电都是直流电，如果并入直流母线，则只需要一级变换，省略了许多变流器环节，降低了损耗，节省了经费，也提高了可靠性;

4. 体积小

DC/DC变换器多采用高开关频率，因此装置功率密度远大于工频变流器，体积更小;

5. 高质量供电

由于大多数储能都是直流电，因此直流微电网更易于接入储能装置，从而提供高质量供电;

6. 绿色、环保

直流电不会产生交变电磁场，因此电磁辐射小，更加环保。

当然，直流微电网目前也有部分技术问题亟待解决，如直流断路器等目前实现过程复杂、成本较高。

直流微电网应用领域

由于直流微电网的优异特性，其应用场景在逐步扩宽，各领域需求正不断增加，从宽泛的定义来看，未来预期将在以下领域中得到广泛应用：

1. 工业节能领域

数据中心、通信控制中心、通信基站场景;

半导体、纺织、造纸和化工等大量使用变频器的场景;

变电站、冶金等大功率用电场景;

2. 交通领域

电动汽车驱动、车载电源系统及充放电系统;

轨道交通供电;

3. 军事国防领域

航空航天供电;

军用车辆供电、

舰船综合供电;

4. 民用

建筑领域：直流楼宇、建筑一体化直流供电;

商业、家庭直流微电网;

上海大周直流微电网的探索与实践

通过分析多种新能源发电与储能的特性，并对若干直流微电网具体需求与实践情况进行提炼后，上海大周将大功率双向直流变换器作为切入点，逐步扩展到能量管理及系统设计。潜心攻关研发出高变比和低压大电流两个系列的DCDC变换器WishPowerDCDC以及具有自主知识产权的能量管理系统PowerNex-EMS，并依托相关项目对系统规划结果进行了验证。

PowerNex-DCMG针对科研市场进行一定程度的系统开放，便于用户在此平台上做进一步的软硬件研发，进行各种变流器、新能源发电方式、上层能量管理的算法研究;针对工业、建筑等实际应用进行一定程度的硬件选型升级，可以适应于各种示范类及实用类应用。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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