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摘要：在电力电力技术持续发展的情况下，智能直流配电网已在社会各个领域得到广泛运用，与交流配电网络相比，直流配电网在发展与运用层面上更具有经济与技术上的优势。为促进智能直流配电网的有效运行，本文就主要对该配电网的主要特点以及发展现状进行分析与探讨，旨在帮助相关行业 加深对智能直流配电网的认识。
关键词：智能直流配电网；运行；概述
1 智能直流配电网的发展概述
在电力运输系统被开发并投入使用时，直流配电就一直被视为最主要的输送方式，但受到电压、容量等方面的限制，导致直流配电不得不退出电力输送的行列，转变为交流配电。在上世纪末，随着半导体技术的飞速发展，直流配电再次被人们所重视。再加上分布式电源的发展，更实现对直流配电的有效推动，基于分布式能源系统具备供电安全、有效，且电力损失量小等特点，使得直流配电技术在输送的基础上增加了发电的作用。同时，在科学技术的推动下，直流配电技术逐步与科技相接轨，实现智能直流配电。就单从变频的角度来看，交流配电网要经过AC—DC—AC两个环节的转换，而智能直流配电仅需要DC—AC的转换，可起到减小对变换器损耗的作用。
从国外来看，美国在智能直流配电网的研究时间相对较为长久，且成果极为丰硕。美国在2010年就将SBN计划投入到实际运用中，侧重为楼宇以及住宅共输送电力。该体系由两个等级电压组成，即以工业标准直流电压等级的DC380V与匹配通信标准的DC48V。美国弗吉尼亚理工大学CPES研究中心，更提出了直流配电网与交流配电网联合运用的构想，集子网、纳网、微网以及皮网等网络系统于一体，实现整个电网的智能化。此外，日本在2006年构思的双极解雇直流微电网系统，可借助电力电子变换器实现多种等级电压的供应。总的来讲，国内网对于智能直流配电网的研究正在如火如荼的进行中，将使得智能直流配电网在运行中更加智能化。
2 智能直流配电网的主要优势
（1）线路建设的成本较低。与三相四线制的交流配电体系相比，智能配电系统仅需要两条线路，在建设中所需要的费用较小。同时在输送电压上，获取相同电压直流配电网的峰值电压远低于交流配电，使得对电缆绝缘性能的要求较低。
（2）输电损耗较低。在智能直流配电体系中，所有配电线路均只有2条，对于导线的损耗量绩效。同时，在输送同等功率的条件下，直流配电网对对于电能的损耗量远低于交流配电，
（3）具备更高的安全性。在交流配电中，其输送能力在很大程度上取决于同步发电机间功角稳定性，在输电距离逐步增大的情况下，各发电机间的电抗明显增加，使得输定能被限制。而智能直流配电几乎不受到频率、发电机功率的影响，其供电更加的安全可靠。
（4）实现配电网与信息网的有效对接。基于智能直流配电网稳定的性能，实现能源、网以及荷环境等信息的实时采集、储存与分析，能使得电网运行监测、质量控制更加的安全、有效。
3 智能直流配电网在运行中的关键系统
3.1 高压配电母线供电
智能直流配电网在运行中涉及到多方面的问题，包括系统供电质量情况、供电安全性以及经济性等。结合当前国内外智能直流配电网构建情况来看，存在着多种供电方式，即低压直流配电母线形式、高压配电与低压配电相连接形式、分布式电源组织形式等。当前，高压直流配电以成为智能直流配电网的主体，实现对输电效率、安全等方面的有效保证。而国内外对于智能直流配电网的研究依然侧重于直流微电网，将6kv以上交流配电母线默认为高压配电母线，对于直流高压配电网的研究相对较为缺乏。
3.2 低压直流配电母线
结合当前智能低压直流配电情况来看，在母线结构类型上较为复杂，涉及到双母线结构、单母线结构以及分层式母线结构等，能够满足不同领域的使用需求。就单母线结构来讲，以380v与400v最为常见，在该配电系统下能够实现有效与当前智能设备中的交流接线板兼容，其唯一的缺陷在于，针对计算机德国设备供电时需要借助对应电源适配器进行转换。而双母线结构同样具备与计算机等智能设备兼容的特点，但因其在实际使用中源侧变流器必须对从母线与主母线间的电压进行均衡，导致其发展受到一定阻碍。
3.3 分布式电源
在分布式电源研究逐步推进的情况下，智能直流配电网的供电电源类型也得到有效丰富，不单单依靠各类型发电站，风力、光伏、燃料电池、燃气涡轮机等均能作为供电源。在拓宽配电途径的同时，更实现对能源的节约。但需要注意的是，分布式电池容量等级存在极大的差异性，且控制的难以程度也存在明显反差，在实际使用中还需要结合多方面特点进行选用。
4 智能直流配电网运行中的有关控制技术
4.1 对于电力电子变换器的控制
因智能直流配电网中存在的配电母线等级极为繁杂，且分布式电源的类型较多，同时不同母线间的功率变换情况极为复杂，使得配电网在运行中不同工作模式下对应变换器以及微源的运行状态也存在着较大的差异，为保证智能直流配电网正常运行，各种控制技术就发挥着重要的作用。随着科技的持续发展，电力电子技术已发展较为完善。其中以美国研制的2.4KV/44kw原型样机已在社会中逐步得到试用，此外UNIFLEX以及FREEDM系统中的高频隔离链式变流器相关控制方式均以逐步完善。就国内来看，在智能电网的推动下，链式多电平换流器也取得较为丰富的研究成果。
4.2 多源协调控制
智能直流配电网在运行中，电源组成较为复杂，更呈现出多种电网气系统共同运行的状态。在实际控制工作中，更需要进行多源协调控制。其中其微网控制为主，具体又可细分为母线电压控制以及电能质量控制。
（1）母线电压控制。因在直流微电网中，负载、电源均采用并联方式连接，且各电线上的阻抗不同，导致不同节点电压存在较大偏差，易导致环流现象的出现。为保证直流母线上电压的稳定，必须对各并联变流器进行控制。常见的控制方式，如下
（2）电能质量管理。智能直流配电网在正常运行中，很容易出现分布式电源输出功率突变，负荷瞬时接入以及脱落等现象，将使得直流母线电压出现大幅度跌落、闪变的情况，影响各类电子设备的正常使用，严重时更可能导致整个直流电网系统出现崩溃。当前为防止该类事故的发生，多采用超级电容、超导储能的方式对电能质量进行有效管理，确保其在运行中的安全性。
4.3 多端电压等级配电网络的运行控制
随着许多直流微电网逐步接入到高压电网以后，主电网与微电网之间的联系也将变得更加的复杂。为确保配电网在运行中的综合效率，提升其使用中的安全性、稳定性与可靠性，就必须将多端多电压等级配电网络运行控制技术运用于实际中。而国内最为智能直流配电网的使用尚处于发展阶段，在该方面技术的研发中还存在一定的局限。可见，该方面技术的研发工作需要作为智能直流配电网运行控制技术研究中的重点内容。
5 总结
结合以上分析可以发现，智能直流配电与以往配电方式相比存在着更大的优势，更适应当前社会对于电力资源的需求。而大部分国家对于智能直流配电网的研究均处于发展阶段。虽然，当前尚缺乏直流配电网工程的示范性报告，但毫无疑问的是，随着节能减排工作的持续推进以及社会各行业对能源的需求持续提升，智能直流配电网发展前景极为良好。
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论文作者:王春玲
论文发表刊物:《电力技术》2016年第11期
论文发表时间:2017/3/1
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