直流供电

近年来因直流电源系统出现问题导致电力系统重大事故案例时有发生,其中多起事故是因蓄电池开路、脱离母线等故障原因导致的直流母线失压、事故扩大,造成了重大的经济损失和不良的社会影响；该成果可定期自动实现监测蓄电池组脱离母线状态，也可对在运蓄电池组进行实际带载及耐受冲击能力试验，并及时发出预警，解决了电力直流运维人员最担心的直流母线失电及隐性故障无法及时发现的现象，为直流供电安全运行提供了重要技术支撑。

近日，湖南省住房和城乡建设厅发布关于公开征求《湖南省“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》意见的通知。规划中提出，开展电网友好型建筑建设示范，推广建筑直流供电规划和设计，逐步丰富直流设备产业链生态，利用分布式光伏、储能技术等，提高建筑用能柔性，构建湖南省以“直流建筑+分布式蓄电+太阳能光伏+智能充电桩”为特征的新型建筑电力系统。

从当前变电站直流电源发展现状及输变电设备智能化、高可靠性发展要求入手，针对当前影响直流电源安全稳定运行的主要原因，提出了安全型、智能直流电源的关键技术，通过研究基于多重判据的蓄电池离线故障甄别技术，研究直流供电网络安全性监测及治愈技术，研究基于多重故障智能录波监测与分析技术等关键技术，提高智能直流电源整体安全性和故障诊断治理能力，实现直流电源故障的预防、在线诊断及自动治理，有效提高站用直流电源系统的安全性和自愈性。

主要从近年来多起由蓄电池原因导致的直流失压而引起的电力系统事故扩大着手，结合站用蓄电池目前运维管理现状及其电池自身问题，介绍了怎样在保障母线供电的前提下，无需脱离充电机、蓄电池、无需改变参数、通信接口支持的基础上，实现在线自动、定期、无死角检测蓄电池至母线回路出现的任何问题并及时发出预警，保证直流母线供电的连续性，保障直流电源的有效后备供电能力，有效提高站用直流供电的安全性和可靠性。

将同一采油（气）区块的各井抽油机电控逆变终端通过直流互馈型母线方式统一供电，各抽油机冲次根据井下工况优化调节，将现代网络化无线通信管理方式与油井群控配置组态相结合，实现集群井间协调和监控管理，使各抽油机倒发电馈能通过直流母线互馈共享、循环利用，可实现以下几个功能：一是可以提高能效；二是直流供电线路压降低、损 耗小、距离远；三是通过公共直流母线，使同一变压器和网侧整流器冗余容量为多台抽油机变频电控终端所共享，从而降低变压器台数和容量。

智算中心及超算市场的快速增长，使得直流供电的需求日益增加，科华数据依托多年的电力电子装置研发经验，自主开发ZL系列高压直流电源系统。该系统主要由交流配电、直流配电、整流模块、监控模块和显示模块等组成，产品采用模块化设计、全数字化控制技术，具备自动休眠和电池的智能化管理功能，包括240V、336V两种电压制式，为客户提供高可靠电源保障。

随着国家“双碳”战略的有力推进，配电网已逐步由“无源”单向辐射向“有源”双向交互系统转变，由传统单一配电服务向有源化、直流化、多元化的新一代配电网转变。预计2030年，全国分布式光伏将增长到7亿千瓦，增长2.8倍；新能源汽车保有量超过1亿辆，增长5倍。当前中心化、集中式的电力供应模式难以有效应对能源发展新业态，电源新增布点、配变增容等方式投资巨大，配网短时大负荷承载力、清洁能源消纳力、高品质电能调控力无法得到根本改善。

“双碳”目标对数据中心提出了高效率、高可靠、低碳排放的需求。因此，构建了一种接入可再生能源和大规模储能的数据中心全直流供电系统，并对其进行了综合评价。首先，分析数据中心供电系统“源-网-荷-储”各环节的特点和需求，综合考虑系统效率、可用性、经济性、环保性4个维度，建立了评价指标体系。然后，利用AHP（层次分析法）和模糊综合评价法，开发了DCES（数据中心能源系统）架构评价工具。最后，通过DCES将全直流供电系统与传统交流供电系统进行对比评价，结果表明，提出的全直流供电系统尽管经济性稍差，但综合评价指标更优，可作为未来数据中心新型供电系统的一个可选方案。

在电网换相换流器（line commutated converter，LCC）–电压源型换流器（voltage source converter，VSC）混合直流供电的微网中，微电网受扰下不可避免地会产生频率波动，为使频率在不同扰动工况下均保持在规定范围内，在LCC-VSC供电微网系统中提出了可自适应扰动变化的直流调频方法。首先理论推导了扰动后将系统频率拉入规定范围内所需的临界下垂系数，并基于此提出了自适应扰动变化的变下垂系数一次调频方法，利用直流动作的快速性将受扰后系统频率迅速控制在规定范围内。其次，由于一次调频仍为有差调节，故进而提出变参考功率二次调频控制策略。最后在PSCAD/EMTDC平台上建立仿真模型，结果表明12.5%以内的负荷变化及10%以内的光照变化时，一次调频均可使频率偏差恢复到0.2 Hz以内，15%以内的负荷变化时二次调频可实现无差调节，验证了所提策略的有效性。

传感节点作为电网感知的“神经末梢”，承担着采集电网状态参量的任务。它们一方面需要感知各种电气和非电气参量，另一方面需要将数据适当处理后送回电网企业的监控平台，以便电网企业实时监控各类设备的运行状况。传感节点一般采用低压直流供电。对于部署在中高压一次设备附近的传感节点，直接采用电缆供电存在电势差绝缘问题。在电网数字化转型背景下，传感节点长期稳定供电问题亟待解决。