直流配电网和微网技术的应用及发展

目前，世界范围内运行的配用电网络主要都是基于交流输电技术，随着电力用户电气化水平的提高和信息技术的迅速发展，分布式能源发电技术的长足发展以及电力储能系统的逐步推广应用，使用直流驱动的负载比重也越来越大。然而，基于传统的交流输电技术在驱动直流负载时必须要经过一轮，甚至是多轮的交-直/直-交的转换环节，目前配用电网中交直流能量变换损耗高、配用电灵活性差、配用电环节匹配性低的问题日益凸现，低能效带来的能源结构低碳化的压力同样与日俱增。而如果直接采用直流配用电技术，就可以减少配用电过程中交直流转化的中间环节，提高配用电的效率、可靠性和灵活性，从而妥善解决分布式新能源和储能系统接入以后的系统稳定问题，是国际配用电研究领域的重要发展方向^[16]。

根据2011年国际大电网会议（CIGRE）B4-52工作组在《HVDC Grid Fea-sibility Study》报告中给出的定义，直流电网是换流器直流端以互联组成的网格化结构电网。将直流侧的直流传输线连接起来，形成“一点对多点”或“多点对一点”的形式，这样就形成了直流电网。直流电网的拓扑结构由用途决定，可以分为网状（主要用于输电网）与树枝状（主要用于配电网）两大类。在负荷密集的区域，直流电网使用网状结构，可以保证供电的高可靠性和容量输送；而在配电网中，树枝状结构则可以更有效地将直流电压降到用户负荷要求的电压等级。而直流电网中，电压源换流器可以限制电压波动；基于电力电子技术的直流断路器可毫秒级分断电流，配合运行控制系统可以实现潮流的快速调整。因此，建立直流电网，将可再生能源与传统能源广域互联，可以充分实现多种能源形式、多时间尺度、多用户类型之间的互补。(www.xing528.com)

直流配用电网可有效解决目前配用电网能量变换损耗大、新能源和储能系统接入不灵活、电能难以实现双向传输的问题，可大大改善配用电网的效率、稳定性和灵活性。具有传统配用电网不可比拟的优点：①非常适合风能、太阳能等分布式新能源的灵活接入（各种新能源发电稳定可靠接入最好的方式是直流）；①非常便于储能系统接入（所有的储能系统都基于直流而非交流）；③非常适合大容量配用电网能量传输，能够满足日益增长的用电负荷需求；④基于高温超导电缆的直流配用电网更具有传输损耗低、输送容量大、系统可靠性和灵活性高等优势；⑤采用电压源换相的地下直流电缆输电，不仅比交流三相电缆占用空间小，单位输送功率高，而且绝缘性好，不存在电容电流，适合远距离电缆送电；⑥直流配电系统只需要2根导线，建设成本低。