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新一代低压直流供用电系统

发布日期:2022-10-26 12:01 阅读:

原标题:新一代低压直流供用电系统

发展低碳化、数字化、智能化、可持续发展的能源系统已经成为全球共识和目标。随着分布式能源渗透率的逐步提高和电子设备直流负荷的快速增长,配用电系统中的多元源荷呈现出非线性、随机性、强耦合等特征。

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分布式直流型电源和终端直流负载直接相连,可省去大量电力电子转换装置,减少损耗,提高电网供电效率和经济性。同时,直流供用电避免了交流电网固有的同步和稳定性问题,有功和无功功率可快速且独立解耦。

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值得关注的是,在过去30年里,电子和通信技术已经渗透到我们生活的方方面面。随着数字化转型,直流负荷还将大幅度增长。此外,各种因素正在推动全球能源系统转向资源——市场混合形式。未来电网将出现不同能源的组合,电能消费者和生产者将频繁转换,因此,新一代低压直流供用电系统的研究十分必要。

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新一代LVDC供用电系统

新一代低压直流(LVDC)供用电系统是发、储、用一体化的全直流生态供用电系统,由可再生能源、直流供用电网络、储能装置、直流负荷组成,具有安全可靠、经济高效、绿色低碳、开放互动等特性。

该系统主要运行模式有两种。

一是全直流生态模式,即发、储、用一体化的全直流生态供用电系统,将颠覆目前自上而下的能源输配格局,形成自下而上、自愈自平衡的网格化能源生态。在低压用户的全直流生态系统中,通过屋顶光伏等新能源发电技术生产电能,利用储能技术在满足用户自身需求的前提下,并网发电,充分发挥用户多余电能的价值。还可通过区块链直接实现点对点的电能交易,构成产、销、储、用一体化的运行模式。

二是交流电源转换的直流共母线低压直流供用电系统,主要应用于可再生能源有限而直流负荷需求更大的场景。此场景需要交流电经AC/DC变换后作为供电电源,再经共直流母线配合储能装置向负荷直接供电。

广阔的应用场景

数据中心、电动汽车、建筑终端、智能家居等“新基建”项目市场巨大,耗能逐年增长,数字基建、公共服务基建为LVDC供用电系统提供了广阔的市场和用武之地。

随着通信行业中移动数据的需求量急速增长,5G技术由于其数据传输速度效率高而得到快速开发,未来能源物联网同样需要依托快速高效的海量数据传输。因此,数据中心24小时处于运行状态,成为耗能巨兽。值得注意的是,数据中心的设备均为直流负荷,而LVDC供用电系统可为数据中心直接提供电力,免去了传统的不间断电源(UPS)系统DC/AC、AC/DC两级变换环节,电路结构得以简化且降低了损耗,提高了效率。可以预见的是,未来LVDC供用电系统在通信行业,尤其是数据中心的发展过程中,具有迫切的发展需求。

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