摘要:毫无疑问，电力电子技术正在蓬勃发展，更多的电力输电系统中开始运用到不同的电力电子器件。这就致使电力系统配电网络中出现了一个新课题，那就是低压直流配电技术。本篇文章主要内容就是分析低压直流配电技术，并且指出了其中所存在的问题。
关键词:低压直流配电技术；技术分析；存在的问题
与传统交流配电技术相比较而言，用户可以直接通过低压直流配电技术获取电源，这就意味着连接电网与发电系统的过程中不需要使用换流器，那么换流的次数也就会相应减少，从而线损率也就逐渐降低了。除此之外，低压直流配电技术还可以解决电压闪变问题，一般在提升电流质量的过程中会用到储能和分布式技术。而且低压直流配电技术的使用还提高了换相成果的几率，控制功率因数时显得更为灵活。而且如果单线发生故障，还能够保障回路的正常运行，从而确保配电稳定性。现今，因为低压直流配电技术存在很多优点，因此它将是电力技术未来的主要发展方向。
1.低压直流配电技术
1.1分类
低压直流配电技术主要有以下多种分类。首先是通过拓扑进行分类。一般而言，通过拓扑来实现分类的话会存在两种不同的低压直流电，即高压输电型以及辐射型。其次，通过直流系统输电连接进行分类。通过这种分类方式也能够将之分为两种类型，其一为单极型，其二为双极型。具体而言，单极型通过一条导线完成连接[1]。如果干扰程度较大的话，一般在建设回路时会用到金属结构。并且要用专业电压器来测量每端的直流电压。同时两级结构还能够独立进行运行。同理，在配电系统类型中，双极型连接形式主要条件也是相似的。但是在实际工作之中，工作人员还是要明确不同种类的配电系统的具体工作原理。
1.2元件构成
低压直流配电技术的元件构成主要有四个部分。首先是换流器。它的主要作用和功能就是转换交流和直流的关系，并且其中的形式不仅有阀桥，还拥有变压器等。其次是平波电抗器。这种电抗器的规模和功率都比较大，因此，在工作环节中一定要使用到换流器，而它的用途就是为了减少谐波电压以及电流强度，使得逆变器性能不至于降低，从而使电流的连贯程度不会下降。再者就是滤波器。它的主要作用就是在它的运行过程中过滤掉交流电以及直流电的谐波形式。主要的目的就是为了减少干扰因素在电力设备中产生的影响。最后是无功源。因为在运行环节，换流器必须持续吸收无功功率，所以，需要依靠补偿设备来使得无功功率达到补偿效果。而且接地设备与直流线路等都是低压直流配电系统中的元件。
1.3特性
1.3.1运行方式
它的运行方式不仅与交流侧接线方式有关，而且还受到直流侧接线方式的影响，而选择接线方式时，还应该依据系统和负荷而决定。交流侧接线的种类比较多，其中既有交流滤波器接线，还有相电抗器联接以及变压器联接。后两者的联接运用可以提供等效电抗来建设直流和交流系统双方传输功率的桥梁。并且还能够抑制住电流和电压的谐波分量，最终达到控制短路电流的上升速度的目的。而在直流侧线接线又细分为两类方式，即双极接线以及单极接线。前者是通过接地系统来保障接地的可靠性，一般而言，如果系统在正常运行的状态中，两个极点的电流是相同的但是方向是相反的，所以，在对地回路中出现谐波电流的几率很少[2]。而在具体的操作中只需要在单极极限使用一根极导线，再将金属线或大地作为返回线，从而在直流侧建立起一个闭环回路。在因此传输功率小或者是直流电压比较低的情况下大多会运用单极接线方式。
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1.3.2调节方式
在低压直流配电系统中，有功功率的传输大小一般既会受到换流器的输出电压的影响，同时，还受到了交流母线组成夹角的影响。而换流器输电电压会对无功功率传输数值产生影响。在低压直流配电系统中，可以把换流器看作为一个发电机，它具有对有功或者无功功率实现独立调节的作用。同时，通过控制相位角以及电压幅值的方式还能够调解交流系统中电流幅值和电压相位。从而控制它们之间的方向和大小。
2.当前低压直流配电技术运用中存在的问题
2.1谐波
在低压直流配电技术之中。普遍的会大量采用电力电子元件，所以，谐波问题就这样产生了。谐波的毁灭性比较大，它不仅能够降低电缆以及变压器等设备的容量，还能够增快设备老化速度、降低设备寿命以及损坏设备。谐波会让低压直流配电技术变得不再可靠和安全。除此之外，电能浪费也是谐波问题的一个比较严重的影响，直接使得经济损失增加，所以必须充分解决滤除谐波问题[3]。现今滤除谐波的主要方式有以下几种，其一是改造谐波源，具体的做法是提高整流装置相数。其二设置滤波器，也可称之为补偿法。但是现今比较常用的还是后者，因为它不仅能够对无功补偿设备压力产生缓解作用，而且还能节省成本。
2.2无功补偿
在低压直流配电系统中普遍存在着无功功率损耗大的问题，并且只有在控制了无功功率的情况下才能够控制系统电压，所以，无功补偿技术就显得尤为重要。现今一般会使用并联电容器来对无功功率进行控制，因为，它主要具有高经济性高、灵活操作性以及维护简单性等特点。不过并联电容器和谐波之间会产生互相影响。所基波电流和谐波电流交叠之后会增加有效电流值，从而电容器温度会变得过高，寿命也就相应缩短了。而基波电压与谐波电压相交叠的话会使电压峰值上升，不便于正常使用。
3.换流器理论
研究换流器必须要从以下的几个方面进行考虑。其一是换流器电路，其二是交流电流以及相位关系，最后是逆变器工作原理。换流器电路的类型主要为三相全波桥式。交流系统会保持一个比较恒定的电压以及频率。如果直流电流称处于恒定状态，那么理想的开关器就是电力电子器件。在这个时候，电阻能够为零。并且在关断状态下，电阻会不断增加。通过设置变量与产量的方式可以确定交流电流以及相位的关系。在整流或是逆变的情况下，吸收无功功率是保持换流器运行的前提[4]。只有在各种常量均达标的情况下，才能够实现无功补偿。与此同时，逆变器还是一类重要的设备类型。因为，在低压配电网中，辐射形式是主流，可以达到将电源和电力用户直接连接起来的目的。所以，逆变器的应用范围也会不断拓宽。
4.结语
本文主要分析的是低压直流配电技术的相关内容以及存在的问题。相较于于交流配电而言，直流配电的优越性更为明显和突出。但低压直流配电技术自本身并不是完美的，其中仍然存在着一些问题趋待解决。毫无疑问，低压直流配电技术是电气领域一个崭新的课题，在解决了这些问题的基础之上，它的研究方向将更为广阔，发展前景也会更加美好。
参考文献:
[1]李霞林，郭力，王成山，李运帷.直流微电网关键技术研究综述[J].中国电机工程学报，2016(01).
[2]薛士敏，齐金龙，刘冲.直流微网保护综述[J].中国电机工程学报，2016(13).
[3]杨丹萍，叶林，赵永宁，陈政，何桂雄.住宅直流微网供电技术研究现状[J].电力建设，2014，11:25-31.
[4]夏志雄.低压直流配电技术分析及存在的问题[J].价值工程，2016，36:111-113.
论文作者:秦钢
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/2
标签：低压论文; 谐波论文; 技术论文; 电压论文; 电流论文; 功率论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第9期论文;