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                攻關(guān)直流供電技術(shù) 探索未來用電新模式

                發(fā)布時間:2020-08-05 瀏覽數(shù):226

                國電中星近日了解到:江蘇省電力科學研究院牽頭的國家重點研發(fā)計劃項目“中低壓直流配用電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”通過工信部專家組中期現(xiàn)場檢查。

                作為該項目前瞻性示范工程——江蘇電科院中低壓直流配用電技術(shù)試驗平臺將風電、光伏發(fā)電、儲能等分布式能源接入電網(wǎng),把交流供電模式轉(zhuǎn)化為直流供電模式,為園區(qū)提供源源不斷的電能。此外,集辦公、研發(fā)、庫房、數(shù)據(jù)中心、充電停車場為一體的高效節(jié)能智慧園區(qū),勾勒出未來用電的新變化。

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                為何發(fā)展直流配用電技術(shù)?

                近年來,隨著超導、絕緣新材料及計算機、電力電子等技術(shù)的迅猛發(fā)展,大規(guī)模利用清潔、低碳、安全、高效的清潔可再生能源已成為全球能源發(fā)展的重要方向,其中廣泛的分布式可再生能源發(fā)電將成為全球能源供應(yīng)鏈中不可或缺的部分。

                然而,分布式可再生能源,如太陽能發(fā)電、燃料電池等產(chǎn)生的電能均為直流電。日常生活中多應(yīng)用交流配電系統(tǒng),但實際上,如計算機、LED燈等大多數(shù)家用電器內(nèi)部均使用直流電或含有直流環(huán)節(jié),接入交流配網(wǎng)需經(jīng)過多次能量變換,會降低效率;若采用直流配網(wǎng)互聯(lián),則可省去多個能量變換環(huán)節(jié),提高能效。

                為此,國網(wǎng)江蘇電力于2018年立項國家重點研發(fā)計劃“中低壓直流配用電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”,探索直流供用電模式,推動電網(wǎng)向能源互聯(lián)互通、共享互濟方向發(fā)展。

                作為國網(wǎng)江蘇電力的能源技術(shù)智庫,江蘇電科院發(fā)揮行業(yè)技術(shù)優(yōu)勢,組建了中低壓直流配用電技術(shù)攻關(guān)團隊,重點攻關(guān)中低壓直流變壓器等關(guān)鍵技術(shù),有力支撐直流配網(wǎng)生態(tài)構(gòu)建及城市能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)實踐。

                突破直流配用電技術(shù)壁壘

                “交直流混合配電網(wǎng)的可控性、靈活性等都與傳統(tǒng)電網(wǎng)存在很大差異,要實現(xiàn)直流配用電的推廣,就必須要深挖直流配用電系統(tǒng)的特點,從規(guī)劃與設(shè)計、調(diào)度與控制、安全運行與保護控制以及關(guān)鍵設(shè)備研制4個方面入手攻克難題?!苯K電科院總工程師袁宇波說。

                從2018年開始,國網(wǎng)江蘇電力中低壓直流配用電技術(shù)攻關(guān)團隊深挖直流供電領(lǐng)域,重點攻關(guān)中低壓直流變壓器關(guān)鍵技術(shù),以核心裝備為載體,以規(guī)劃設(shè)計、分層控制、保護策略為技術(shù)保障,以應(yīng)用示范為現(xiàn)場驗證,對中低壓直流關(guān)鍵技術(shù)難題開展攻關(guān)和研究。

                歷經(jīng)3年,團隊完成了直流變壓器、模塊化多電平換流器等關(guān)鍵裝備的核心技術(shù)攻關(guān),使電力電子變流器具備高效運行、不同運行策略在線靈活無縫切換的能力。團隊研制的直流變壓器效率達到98.53%,效率指標達到國際領(lǐng)先水平,實現(xiàn)了不同電壓等級直流電網(wǎng)的柔性互聯(lián);三端口直流用電適配器效率高達98.14%,能夠識別不同額定電壓和功率的負載,實現(xiàn)了低壓家電的即插即用,功率密度與效率在國內(nèi)外領(lǐng)先。

                目前“中低壓直流配用電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項目按計劃已執(zhí)行過半,累計獲得專利認證80余項、制定標準10余項,發(fā)表論文80余篇、相關(guān)專題報告150余篇,形成了一套全面的中低壓直流配用電知識產(chǎn)權(quán)體系。后續(xù),項目攻關(guān)團隊將持續(xù)推進兩項電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)國際標準編制,篩選出具有國際標準潛質(zhì)的技術(shù)成果,推動科研成果“走出去”。

                全方位發(fā)展直流配用電技術(shù)

                7月24日,真?zhèn)坞p極靈活可切換運行的中低壓直流配網(wǎng)工程——江蘇電科院中低壓直流配用電技術(shù)試驗平臺帶電試運行。

                “該平臺投運后,將把江蘇電科院打造成集辦公、研發(fā)、庫房、數(shù)據(jù)中心及充電停車場為一體的高效節(jié)能智慧園區(qū)。”國網(wǎng)江蘇電力設(shè)備部副主任王樹剛說,“依托該項目,我們還將在蘇州吳江建設(shè)示范工程,打通直流用能鏈條的‘最后一公里’。這將加速直流配用電設(shè)備上下游產(chǎn)業(yè)孵化,促進供電公司轉(zhuǎn)型升級,對打開效益增長空間具有重要意義?!?/p>

                作為國家重點研發(fā)計劃項目的前瞻性示范工程,江蘇電科院中低壓直流配用電技術(shù)試驗平臺于2019年年底正式啟動,由控保艙、模塊化多電平換流器艙等13個預(yù)制艙組成,提出了真?zhèn)坞p極可切換的直流供電方案。該供電方案可實現(xiàn)多種運行方式、多種電壓等級、多種網(wǎng)絡(luò)拓撲的靈活切換,具備將各類中低壓關(guān)鍵設(shè)備靈活接入和掛網(wǎng)檢測的條件。

                此外,依托“中低壓直流配用電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項目,江蘇電科院研發(fā)了多類直流家電設(shè)備,涵蓋大部分生活和辦公場景需求,為直流生態(tài)企業(yè)提供了可實施的技術(shù)方案。直流家居屋內(nèi)部配置了電視、冰箱、空調(diào)等家用電器,采用全直流供電方式,有效減少交直流變換環(huán)節(jié),相較于交流供電方式可提高2%的使用能效。同時,廚房采用新型的無線直流供能方式,電飯煲、榨汁機、電水壺等廚房電器都省去了插拔插頭的操作。安全、高效和智慧融入直流用電體系中,打造了基于無線供電的未來家居生活方式。

                “后續(xù),我們將大力推進直流源荷并網(wǎng),新建屋頂光伏、分布式儲能系統(tǒng),充分挖掘江蘇電科院園區(qū)辦公樓、數(shù)據(jù)機房、庫房等潛在直流負荷需求,以高效節(jié)能、綠色環(huán)保、智能交互為目標,實現(xiàn)綠色能源的本地消納,打造交直流配網(wǎng)領(lǐng)域‘靈活開放的試驗平臺、前瞻高效的示范工程、智能互動的展示窗口’?!痹摴こ特撠熑藯罹皠傉f。

                國電中星是專業(yè)的電力測試設(shè)備廠家,密切關(guān)注直流供電技術(shù)相關(guān)發(fā)展動態(tài),了解更多訪問國電中星官網(wǎng):www.dubmansion.com。

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