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图1环状直流配电网结构示意
图2放射状直流配电网结构示意
图3两端配电直流配电网结构示意
如上图,直流配电网的电源与负载主要包括交流输电网、清洁能源、储能设备、交直流工业负载等。根据自身供(用)电要求,各类电源与负载都通过不同类型的适配器接入直流配电网。各类电源产生的电能,首先经VSC或DC/DC换流器转换成某一电压等级确定的直流电后,再通过直流线路将电能输送到各负载端,而后再经VSC或DC/DC换流器将电能反变换为满足负载要求的交直流电。VSC换流器与DC/DC换流器(直流变压器)均具有支持能量双向流动的功能,当直流配电系统负荷大于发电设备产生的电能时,系统通过VSC换流器从大电网吸收能量供负载使用;当直流配电系统负荷小于发电量时,系统亦可经VSC换流器向大电网回送能量。双向DC/DC换流器支持储能设备的快速充放电、清洁能源电厂的启动与正常运行,以及与低压直流配电网的连接和能量交换。
与多端直流输电相比,直流配电技术还需关注直流入户的实现,即部分电能需输送至低压直流配电网。低压直流配网的拓扑结构见下图4。此过程涉及直流配网的多级配电,及其电能质量、供电可靠性提高等问题。因此,与多端直流输电技术相比,直流配电网的系统结构与工程实现相对要复杂得多。
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