探究直流配电网研究现状与展望

探究直流配电网研究现状与展望
摘要：针对直流配电网研究现状，做了简单的论述，并且对直流配电网的发展
进行了展望。

相比交流配电网，其具有传输容量大和电能质量高等优势，具有不
错的发展前景。

从当前直流配电网发展实际来说，朝向柔性直流配电网方向发展。

现结合具体研究，进行如下论述。

关键词：直流配电网；研究现状；柔性
从配电网的发展角度来说，未来其形态将会是由不同电压等级构成多层次环
网状的架构模式，交直流配电网混联用。

将来的能源互联网，其基础支撑为直流
配电网。

随着不断的发展，中压配电网为主要趋势。

配电网技术中柔性直流技术
地位不断提升。

1 直流配电网的应用场景
从直流配电网体系的构建角度来说，其关键在于直流配电网典型应用场景的
构建。

目前来说，主要场景如下：1）能源互联网络。

基于直流配电网为核心构
建的能源互联网络，能够实现各类能源的优化互补，实现生产到消费全面覆盖，
网络运行效率提高，呈现互联网服务业态，具有多元化和综合性特点。

2）局域
综合能源网络。

此网络的构建是依靠柔性电网技术，为混合配电网，可支持新能
源和储能接入以及能源双向互动。

3）中压柔性互联。

以直流配电网为骨架；柔
性电网技术为支持的混合配电网，在实际应用中可支持新能源和储能接入以及能
源双向互动。

4）数据中心供能系统以及园区中压直流配网等。

2 直流配电网研究现状分析
2.1 关键技术研究
从当前直流配电网研究的实际情况来说，关键技术研究主要内容如下：1）电压等级的选择。

关于电压选取的研究，还处于探索的阶段。

在进行电压匹配时，
需要做好供电半径以及电气绝缘等级等影响因素的综合分析。

选择的电压等级，
除了能够满足当前的需求外，还要满足未来很长一段时间的需求，进而保证配电
网的作用发挥。

从电压的等级来说，分为高压、中低压。

其中，高压主要为
±320kV和±150kV；中低压主要为±30kV、±10kV、±750V等。

2）调度和控制。

从当前实际来说，直流中压配电网运行，采取的是协调控制方法，比如主从控制等，使用上游控制器装置，对设置的换流器统筹配置。

直流
低压配电网多在使用分布式电源，正常运行时能够保持最大输出状态。

若电能富
余或电能不足，中压系统会吸收电能或者补偿电能，为储能设备供电。

对于负载
不平衡的情况，采取设置平衡器或者其他设备等方式，控制电压偏差过大的发生[1]。

3）保护和故障诊断。

从电网运行的实际来说，采取的保护措施，主要包括防护设备和防护策略等。

常用的防护设备，具体为熔断器和隔离开关等。

目前来说，电力技术水平不断提升，熔断器以及隔离开关等逐渐被直流断路器装置替代。

低
压配电网多使用机械式断路器装置；固态断路器逐渐被推广应用，其不仅速度快，而且效率高。

未来混合式断路器装置将会成为主流，通过机械开关进行电流传输；利用固态元件实现电流阻断，静态热性和动态特性较好。

除此之外，PEBB技术凭借自己的优势，在继电器保护方面的应用获得了不错成效，有着不错的应用前景。

2.2 可靠性评估
不同于交流配电网，直流配电网的运行方式为闭环运行，可控性很强，能够
高效避免各类运行问题，电能传输具有极大的稳定性。

不过因为使用的装置较多，
比如变压器装置等，增加了电网运行故障的产生风险。

基于此，直流配电网和交
流配电网两种电网在可靠性方面的优势谁高谁低还有待研究。

从直流配电网运行
实际来说，配置直流断路器装置能够增强运行可靠性，不过断路器运行故障和元
件损坏等，也会引发故障问题，所以相比之下直流配电网运行的可靠性更强些。

未来，电力技术水平的不断提高，加之电力元件质量的提升，会增强直流配电网
运行的可靠性[2]。

2.3 经济性评估
从直流配电网的使用优势来说，其电能输送容量很大，传输过程中质量的可
控性很强。

关于交流配电网运行的经济性研究较多，相反直流配电网方面的比较少。

基于试验对比分析，通过计算交流和直流配电网的运行成本、资源浪费等能
够得出：若负载相同而且线路拓扑相同，建设直流配电网的成本相比交流配电网
的建设成本要高。

直流配电网传输损耗小，运行过程中随着直流负荷以及运行时
间的增加，直流配电网损耗小的优势更加明显。

不过若上述条件发生变化，那么
关于电网的经济性评估，其结果会出现变化[3]。

3 关于直流配电网发展的展望
全球能源革命的发展背景下，电源逐渐朝向清洁以及低碳化方向转型，分布
式发电以及综合能源等处于快速发展的状态。

除此之外，电气化进程不断加速，
出现了以电动汽车以及数据中心等为首的新型负荷，给直流配电网建设和运行提
出了更高的要求。

对于此情况，电网企业和新能源发电企业等，不断加大对配电
网未来发展方向以及能源互联网发展路径的研究。

从直流配电网发展的角度来说，其技术水平将会不断提升。

在实际应用中，积极适应新能源以及储能等的接入，
将会构建各类应用场景。

在具体构建和应用中，柔性直流配电网成为建设的主要
内容。

基于柔变电站的直流配电网，能够减少转换过程，缩小使用设备的体积，
减少能源损耗。

目前，世界首创柔性交直流配电网示范工程已经正式投入运行。

除此之外，随着直流配电网的不断增加，关于直流配电网运行经济性以及可靠性
的研究将会不断增多，研究的内容也会不断增加，通过不断加大直流配电网技术
攻关，优化和完善直流配电网，将会推动其持续发展[4]。

4 结束语：
综上所述，当前直流配电网研究主要围绕电压等级的选择和保护与故障诊断等，关于经济性的研究相对较少。

在直流配电网研究中，积极借鉴新能源技术以
及直流微电网技术等，加大技术研究力度，提出优化和完善直流配电网的措施，
对提高其安全稳定运行水平，有着重要的意义。

参考文献：
[1]陈小军,靳一林,顾博川,潘凯岩.基于电流微分量的多端直流配电网保护策略
研究[J/OL].广东电力,2019(02):95-99.
[2]贾科,李论,宣振文,李猛,李晨曦.基于扰动注入的柔性直流配电网主动故障定
位及其仿真研究[J].电力系统保护与控制,2019,47(04):99-106.
[3].国网、南网打响柔性交直流配电网项目“双响炮”[J].农村电工,2019(02):1.
[4]余修勇,肖立业.直流配电网故障识别和定位技术研究综述[J/OL].电工电能新
技术:1-11.。