国外直流配电网研究现状
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。
国际配电网保护配置与整定现状调研
国际配电网保护配置与整定现状调研摘要：本文对世界各国配电网保护现状进行调研、分析和总结，着重介绍了中国、美国与法国的配网保护的做法。
以架空线路保护为例，对中国配电网的保护配置、整定及其运行情况进行介绍。
美国中压配电网主要采用反时限过电流、重合器与熔断器保护；法国配电网保护的配置与整定做法和中国类似，主要采用三段式电流保护与熔断器保护。
关键词：配电网保护整定配置1引言长期以来,中国配网保护只强调保证变电站设备的安全运行，对线路保护不够重视,由于保护配置不完善以及整定配合方面的问题,导致配网保护动作的选择性差,故障停电范围扩大。
此外,还存在因线路出口故障不能及时切除，造成主变压器损坏、跌落式熔断器因开断电流不满足要求而烧毁等问题。
目前，中国许多供电企业在积极实施配电网自动化。
配电外自动化是继电保护的延伸与补充。
为了减少故障停电影响，我们应完善配网的继电保护。
相对于配网自动化，配网保护的完善还远远不够。
配网保护的动作性能对配网的安全运行、故障停电时长及电压暂降指标都有很大的影响。
制定完善的配网保护方案，对配网的安全运行和提高供电质量来说都非常重要。
下面，以架空线路保护为例，对中国配电网的保护配置、整定及其运行情况进行介绍。
2中国配电网保护配置与整定情况在中国，以架空线路为主的中压配网的中性点通常采用小电流接地方式。
而对于小电流接地的架空配电网来说，由于允许其在出现单相接地时带故障运行不超过2小时，所以，其中的配电线路（包括架空电缆混合线路）只设相间短路保护。
中国架空配电线路保护的配置主要有以下三种情况。
2.1 二级保护配置图2-1给出了典型的架空配电线路结构与二级保护配置方案，主干线路用负荷开关分段，分支线路采用负荷开关。
第一级保护是变电站线路出口断路器保护，保护配置有两种情况，一种是配置电流I段与III段保护，再就是将电流I段保护退出运行，只配置电流II段和III段保护。
第二级保护是配电变压器的保护。
欧洲直流输电工程发展现状
欧洲直流输电工程发展现状欧洲直流输电工程发展现状一、引言直流输电技术作为一种高效、远距离输电方式，近年来在全球范围内得到了广泛应用。
欧洲作为一个经济发达的地区，对于能源的需求量大且分布广泛，因此直流输电工程在欧洲的发展也备受关注。
本文将从欧洲直流输电工程的背景和动力、技术进展以及未来发展趋势等方面进行详细阐述。
二、背景和动力1. 能源需求量大：欧洲作为一个经济发达地区，对于能源的需求量非常大。
传统的交流输电系统由于存在损耗较大、容量有限等问题，在满足能源需求方面存在一定的局限性。
2. 可再生能源开发：近年来，欧洲国家积极推动可再生能源的开发和利用。
而可再生能源通常分布在离海岸较远或山区较高地带，使用传统交流输电方式将导致大量能源损耗。
直流输电成为了可再生能源开发的重要手段。
3. 跨国互联互通：欧洲各国之间存在着密切的经济联系和能源互补性。
直流输电技术能够实现跨国互联互通，提高能源的供应可靠性和稳定性，促进欧洲各国之间的经济合作。
三、技术进展1. 输电距离和容量提升：随着直流输电技术的不断发展，输电距离和容量得到了显著提升。
以欧洲最大的直流输电工程“北欧-德国2”为例，该工程将连接挪威、丹麦、荷兰和德国，总长度超过900公里，输电容量达到1400兆瓦。
2. 输电损耗降低：相比传统交流输电方式，直流输电系统的输电损耗较小。
这主要得益于直流输电系统中不需要进行频率变化以及通过高压高效率的换流器来实现能量传递。
3. 换流技术创新：换流器是直流输电系统中的核心设备，其性能对整个系统的运行稳定性和效率起着至关重要的作用。
近年来，欧洲在换流技术方面取得了重要突破，例如采用了新型的半导体材料和智能控制技术，提高了换流器的效率和可靠性。
4. 智能化运维管理：随着信息技术的不断发展，直流输电系统的运维管理也得到了智能化的改进。
通过引入大数据分析、人工智能等技术手段，可以实现对输电系统的实时监测、故障预警和优化调度，提高系统的可靠性和经济性。
高压直流技术现状及发展趋势
高压直流技术现状及发展趋势为满足技术和经济发展的双重需求，1954年连接哥特兰岛与瑞典大陆的首条高压直流（HVdc）输电线路投入商业运营。
至今，高压直流技术已经取得了长足的进步，全球已经安装了100多套高压直流输电系统。
虽然不同输电项目选择高压直流输电系统的原因不尽相同，但最常见的原因基本如下：l降低总体投资成本；l具有长距离输电的潜力；l可降低输电损耗，典型的高压直流输电仅包含有功功率，而高压交流输电既包含有功功率也包含无功功率，因此高压直流输电损耗比高压交流输电低20%；l具有异步互联的特性，例如：可将50 Hz电网和60 Hz电网互联；l更强的系统可控性，在交流电网中至少嵌入一个直流联络线，在管制比较宽松的环境下，需要控制能源交易时，直流系统的可控性就显得尤为有用；l高压直流工程的换流器可确保电流的增加不会超过一个确定的值，故系统短路电流不会增大，所以开关场中的断路器成本可以更低、母线布置更为简单；l提升稳定性和改善电能质量；l推动环保方案的实施。
此外，全球许多国家（如：中国、印度、南非和巴西）都在进行相当数量的±800 kV 及以上高压直流输电系统建设，所以需要进行各种特高压（UHV）设备的研发工作。
像风电接入主要输电网络这样的全球性的可再生能源入网是高压直流技术应用稳步增长的另一领域。
在北美和欧洲，出于对技术和经济效益因素考虑，陆上风电高压直流架空线路和海上风电高压直流电缆建设已经提上议事日程。
配多个电压源换流器（VSC）的直流电网是带动海上风力发电并将电能传输至远在陆地的负荷中心的技术解决方案之一。
当今智能电网是电力工业中耳熟能详的热门词汇。
全球的电力企业都在实施智能电网项目。
尽管早期的智能电网项目都侧重于配电领域，当今的发展也开始趋于发展智能输电领域的控制装置。
可以预见，未来在输配电网中将会安装许多高压直流输电和柔性交流输电系统（FACTS）控制装置，以实现输配电网的智能化。
国外电力系统发展现状
国外电力系统发展现状随着科技的不断进步和全球化的发展，国外各国电力系统正经历着快速而持续的发展。
这些发展涵盖了多个方面，包括电力生产、传输和分配等。
本文将针对国外电力系统发展现状进行介绍。
一、电力生产国外电力系统的发展离不开电力生产的提高。
目前，国外多个国家正在积极推行可再生能源的发展和利用，如风能、太阳能、水能等。
这些可再生能源的利用不仅减少了对传统能源的依赖，降低了能源成本，还减少了对环境的污染。
此外，核能也是国外电力生产的重要方式之一。
一些国家依靠核能发电，提高了电力的稳定性和可靠性。
二、电力传输电力传输是国外电力系统中不可或缺的一环。
为了满足不断增长的电力需求，国外电力系统采用了各种先进的电力传输技术和设备。
其中，高压直流输电技术是一项重要的技术突破。
相比传统的交流输电，高压直流输电技术具有输电距离远、损耗小、稳定性高等优势。
此外，国外电力系统还在积极研究和应用智能电网技术，以提高电力传输的效率和可靠性。
三、电力分配电力分配是将电力送达用户的关键环节。
国外电力系统在电力分配方面采取了一系列措施以满足用户的需求。
首先，国外电力系统注重电力配电网络的建设和优化，以确保电力能够快速、稳定地送达用户。
其次，智能电表的应用也成为国外电力分配的一个重要趋势。
智能电表可以实现远程抄表、用电监控等功能，提高了电力分配的精确度和效率。
四、电力市场国外电力市场的发展为电力系统的健康发展提供了良好的环境。
国外多个国家已经建立了电力市场，实行了市场化的电力交易机制。
这样的市场机制鼓励了电力生产企业的竞争，促进了电力价格的合理化。
此外，国外电力市场还鼓励用户参与到电力市场中，通过自发自用、发电上网等方式实现电力的灵活调配。
五、电力安全与可靠性国外电力系统的发展也不可避免地面临着电力安全与可靠性的挑战。
为了保障电力系统的安全运行，国外各国加强了对电力设备的监测和维护，提高了电力系统的抗干扰能力。
此外，国外电力系统还建立了完善的应急响应机制，以应对突发事件和故障。
国内外配电网发展的比较研究
国内外配电网发展的比较研究目录1 概述 (2)2 国内外GDP、发电量、人均水平的比较 (2)2 国内外发输配投资力度的比较 (10)3 发输配容量比的比较 (14)4 国内外供电企业的比较 (16)5国内外配电网技术经济指标的比较 (17)6配电网资产统计方式的比较 (25)7国内外配电网发展城市情况的比较 (26)8电力企业政策的比较 (29)9供电企业状况 (30)1 概述国际上电力工业发、输、变、配、用的投资中输、变、配的投资国际上占总投资的50%，发、输、配的投资比例为1：0.5: 0.3，输配电设备的资产约占电力系统总资产的一半，输配电网的运行费（输变配部门）占电力系统总费用的10~20%。
美国为10%，日本为20%。
（1）国外电力系统关于输配电网可靠性的探讨，考虑以下4个方面：1）政府（重点防止对社会有重大影响的大规模停电；把握供电可靠性对费用影响的程度）2）供电企业（维持供电可靠性与费用的合理水平；支持用户自行保护的政策；提高技术水平）3）用户（认识自行保护的重要性；如果需要高可靠性，则自行配置安全装置）4）厂家（制造受停电影响小的设备）（2）国外认为能够降低网络投资和运行费用各种因素的顺序如下：系统规划、设备、购买、运输、实验、接电、维护（生命周期内）。
其中系统规划为第一重要。
为了找到我国配电网投资与高指标的平衡点，我们考虑进行以下几方面的比较研究。
2 国内外GDP、发电量、人均水平的比较GDP和发电量是最重要的宏观经济统计指标，从生产角度看，GDP和发电量不仅能够反映一个国家的生产规模，而且能够反映这个国家的产业结构。
从使用角度看，GDP和发电量不仅能够反映一个国家的需求规模，而且能够反映这个国家的需求结构。
从地域角度看，GDP和发电量不仅能够反映各个地区的经济总量，而且能够反映各个地区的产业结构、需求结构。
2002年全年GDP (国内生产总值)跃上10万亿元的新台阶，达到102398亿元，见图3-1，翻两番则为40万亿以上，达到日本1990年的水平。
直流配电网现状研究与展望
直流配电网现状研究与展望作者：陈君尧蔡捷陈泽贤何伟建张猛来源：《科技风》2020年第21期摘要：随着电力电子技术的发展，与交流配电网相比，直流配电网已在许多领域取得了技术和经济优势，具有广阔的发展前景。
我们了解了直流配电网的发展，拓扑结构和优势，总结了直流配电网研究中有关电压选择、控制技术、保护和故障分析状态的关键问题和相关研究，并比较了交流和直流的分布。
系统的可靠性和效率，以及直流配电网的发展前景。
关键词：配电网;直流配电网;分布式电源;控制;电力设备近年来，随着经济发展和社会进步，电力负荷迅速增加，电力需求和电力质量需求持续增长。
首先，电力电子技术的飞速发展。
越来越多的分布式能源（例如光伏能源、风能和电动汽车）已连接到电网，并且基于直流电和工业变频技术的使用使许多家用电器得到普及。
在新能源的分布式获取，负荷的多样化，能源系统的复杂结构，能源供应的稳定性和高效率方面面临着巨大的挑战。
同时，由于城市內部规划与能源系统规划的长期分离，使得配电网的结构与负荷的发展不兼容，这使得配电网的规划，开发和供电质量越来越不适合城市发展的需要。
简而言之，传统的配电网络和电力供应方法越来越无法满足快速发展的经济和社会的要求，这些要求更加环保，更安全，更可靠，更经济。
国外研究表明，与交流配电网相比，直流配电网在吞吐量，系统可控性和电能质量方面具有更高的性能，可以有效降低电力电子转换器的使用频率，提高电能质量，充分协调两者之间的矛盾。
分布式电源，各种负载和重视分布式能源的电力系统。
本文首先详细介绍了直流配电网的发展，网络结构，特点和优势，然后总结了直流配电网在电压选择，操作控制，保护和基本设备方面存在的问题。
配电网的可靠性和经济运行研究。
一、直流配电网的驱动力（一）直流供电技术的发展当电力系统的输配电系统首次出现时，首先将直流电用作主要的能量传输方法，但是由于当时的技术水平有限，由于电压转换困难且产量低，直流电系统逐渐被交流电系统所取代。
国外直流配电网研究现状
国外直流配电网研究现状与交流配电网相比，直流配电网存在较大优势，因此，世界不同国家均提出了不同的方案与标准。
美国早在2003年就提出了直流配电的相关方案。
北卡罗来纳大学提出的方案参考了舰船配电，其方案中直流电压母线采用400V作为其电压等级，并配有120V交流母线。
能量管理装置作为中继，从12KV交流母线获取电能，并通过400V直流母线和120V交流母线将电能分配给负荷。
2010年，弗吉尼亚大学提出了“Sustainable Building and Nanogrids（SBN）”研究计划，如图示：图？SBN直流配电网结构SBN计划中考虑不同负荷，直流配电网电压等级采用380V和48V双电压等级。
380V 电压主要针对家用和工业用负荷，48V电压等级考虑通信及小型设备，其供电能力及其有限。
此结构整合不同分布式电源并考虑了混合动力汽车的影响，具有前瞻性。
其后，弗吉尼亚大学在SBN系统基础上又提出改进方案，如图示，改进方案中采用交直流混合配电，并针对不同负荷和分布式电源进行分层，力求能源的高效利用。
图？交直流混合配电系统结构上图中交直流混合配电方案中网络分层明显，有子网、微网、纳网等多种结构，并通过整流器与上级结构相连。
日本大阪大学在2006年提出双极直流配电网结构，此结构中6.6KV交流电先通过变压器变为230V，再通过整流器输出±170V直流电能。
双极母线的使用使得传输容量更大，电力电子器件的大量使用也将±170V直流电压变换为不同电压等级的交流、直流电压，供不同负载使用。
图？日本直流配电方案欧洲国家中，意大利和罗马尼亚对于直流配电网均有研究。
罗马尼亚在2007年提出的系统采用双电源交替供电。
如下图：系统中设计750V作为直流母线电压等级，整合各类分布式电源并与交流电网连接，其供电能力较强，供电可靠性也较高。
图？双电源交替供电直流配电结构图除以上国家外，其他各国和地区也对直流配电网展开了专项研究。
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国外直流配电网研究现状
与交流配电网相比，直流配电网存在较大优势，因此，世界不同国家均提出了不同的方案与标准。
美国早在2003年就提出了直流配电的相关方案。
北卡罗来纳大学提出的方案参考了舰船配电，其方案中直流电压母线采用400V作为其电压等级，并配有120V交流母线。
能量管理装置作为中继，从12KV交流母线获取电能，并通过400V直流母线和120V交流母线将电能分配给负荷。
2010年，弗吉尼亚大学提出了“Sustainable Building and Nanogrids（SBN）”研究计划，如图示：
图？SBN直流配电网结构
SBN计划中考虑不同负荷，直流配电网电压等级采用380V和48V双电压等级。
380V 电压主要针对家用和工业用负荷，48V电压等级考虑通信及小型设备，其供电能力及其有限。
此结构整合不同分布式电源并考虑了混合动力汽车的影响，具有前瞻性。
其后，弗吉尼亚大学在SBN系统基础上又提出改进方案，如图示，改进方案中采用交直流混合配电，并针对不同负荷和分布式电源进行分层，力求能源的高效利用。
图？交直流混合配电系统结构
上图中交直流混合配电方案中网络分层明显，有子网、微网、纳网等多种结构，并通过整流器与上级结构相连。
日本大阪大学在2006年提出双极直流配电网结构，此结构中6.6KV交流电先通过变压器变为230V，再通过整流器输出±170V直流电能。
双极母线的使用使得传输容量更大，电力电子器件的大量使用也将±170V直流电压变换为不同电压等级的交流、直流电压，供不
同负载使用。
图？日本直流配电方案
欧洲国家中，意大利和罗马尼亚对于直流配电网均有研究。
罗马尼亚在2007年提出的系统采用双电源交替供电。
如下图：系统中设计750V作为直流母线电压等级，整合各类分
布式电源并与交流电网连接，其供电能力较强，供电可靠性也较高。
图？双电源交替供电直流配电结构图
除以上国家外，其他各国和地区也对直流配电网展开了专项研究。
我国对于直流配电的
研究起步较晚，但近年来已成为研究热点。
对于直流配电网的研究，国内学者主要集中在以
下几个研究方向：
1.直流配电网系统结构
直流配电网的网络拓扑结构可分为三种，分别为辐射型、环型和两端供电型。
辐射型网
络结构简单，但供电可靠性较低。
环型网络供电可靠，也不必考虑交流网络中存在的无功补
偿、相位补偿等问题。
两端供电型网络也有较高的供电可靠性。
三种网络结构的相同点为都
整合了分布式电源。
2.低压直流配电系统电压等级
对于配电系统电压等级，各国的标准并不相同。
在通信领域，早有48V直流供电的先
例，美国提出380V为直流配电最佳电压等级，日本选取400V，欧洲一些国家如芬兰等采用±750V作为直流配电电压。
综合考虑安全性和经济性，380V电压等级较为理想。
3.低压直流配电网接地方式
双极低压直流配电接地方式有三种，即TT方式（电源侧和用电设备外露导体均直接接地）、TN方式（电源侧直接接地，用电设备外露导体经保护线接地）、IT方式（电源侧不接地或经高阻抗接地，用电设备外露导体直接接地）。
相同电压等级下，三种接地方式的直流配电网络安全性皆高于交流网络。
横向比较三种接地方式，则负极接地的直流TT 系统可同时兼顾电击防护性能、绝缘监测灵敏性与可靠性，更适宜作为未来低压直流供电系统的接地形式。
4.交直流配电网的可靠性与经济性对比
目前由于直流断路器研究并未有实质性突破，直流配电网的可靠性受到很大限制，换流器也存在一定故障率，现阶段的可靠性并不如交流系统。
但随着电力电子技术的发展，未来的直流配电网可靠性将会提高。
经济性上，相同电压等级下直流配电系统容量明显大于交流系统。
而由于电力电子设备造价昂贵，投资成本高于交流系统，电力电子装置的效率也有待提高。
目前来看，直流配网的经济性并不如交流系统。
未来展望
低压直流配电网在未来的建设中可先对传统配电网进行升级改造，但是通过先将交流电能转换为直流电能再进行传输使用的方法并没有在很大程度上减少电能损失。
最终方案需实现从发电、输电、变电、配电和用电的一体化直流配电，有效减少因整流器、逆变器的使用而损失的电能。
图？直流配电最终方案。