2023-09-01-国家电网-支撑新型配电系统建设的直流配用电关键技术及应用_3页_14mb

支撑新型配电系统建设的直流配用电关键技术及应用总结

核心内容概述

本报告围绕新型配电系统建设中直流配用电技术的关键问题与应用展开，重点分析了背景与挑战、IEC直流配电标准化及直流配电技术与应用三个方面，旨在推动直流配用电技术的发展，提升能源利用效率，促进能源结构转型。

主要观点

1. 背景与挑战

• 能源转型需求：为应对全球气候变化，构建以新能源为主体的新型电力系统，配电网正经历深刻变革。
• 传统模式不足：传统配电网采用“闭环设计、开环运行”模式，无法有效适应大规模分布式新能源和电动汽车接入带来的挑战。
• 直流化趋势：新型配电系统下，电能供给、配送和消费环节呈现直流化特征，直流配电技术成为提升效率、减少损耗的重要手段。

2. IEC直流配电标准化

• 标准化组织架构：IEC成立SyCLVDC（低压直流系统委员会）负责低压直流标准化顶层设计。
• 标准化方向：包括基础技术、系统分析、典型应用等，涉及多个技术委员会（TC8、TC64、TC83等）。
• 标准化进展：
  • IEC I 6328.2《低电压直流系统：标准电容与电缆重量需求分析》已于2020年发布，正在进行第二版本修订。
  • 标准化工作广泛征求IEC内外意见，为技术委员会和其他标准制定组织提供支持。
• 标准化意义：标准化工作为低压直流系统的发展提供了系统级的协调和指导，有助于推动技术落地和设备国产化。

3. 直流配电技术及应用

• 示范工程案例：
  • 同里综合能源示范工程：建有风电、光伏、光热发电等可再生能源，以及直流数据中心、直流充电桩等直流负荷，系统总容量4.606MW。
  • 吴江中低压直流配电系统示范工程：采用多电压等级（10kV、±375V、48V）和多种设备（电力电子变压器、故障电流控制器、直流充电桩等），形成交直流微网柔性交汇的系统。
• 技术特点：
  • 包含交流配电层、换流设备层、直流变换层、直流负荷层。
  • 配置12座西式酒店、80台酒店负责开关、15台酒店变电设备。
  • 实现了多种能源（如光伏、储能）的高效接入。
• 成果与意义：
  • 首次成功开展中压侧零电压穿越试验及低压侧人工短路试验，解决了直流配用电设备的入网检测难题。
  • 打造了中低压直流系统设备体系，研制了27项核心装备，重点推动国产化进程。
  • 提供了可复制、可推广的能源服务新模式，为新型配电系统建设提供了中国方案。

关键信息

标准化进展

• IEC在低压直流标准化方面已取得初步成果，SyCLVDC系统委员会主导相关工作。
• 已发布多项标准，如IEC I 6328.2，且正在修订中。
• 标准化工作涉及多个技术委员会，涵盖基础技术、系统分析、典型应用等方向。

技术应用实例

• 同里综合能源示范工程：
  • 系统总容量：4.606MW
  • 可再生能源容量：3.301MW
  • 直流负荷容量：2.681MW
  • 交流负荷容量：1.2MW
  • 储能容量：0.725MW
  • 电压等级：10kV（交流）、±375V（直流）、±750V（直流）、380V（交流）
• 吴江中低压直流配电系统示范工程：
  • 电压等级：10kV、±375V、48V
  • 设备体系：直流变压器、直流开关等核心装备
  • 技术验证：完成国重项目关键设备性能验证，实现零电压穿越试验和人工短路试验

应用成果

• 有效解决直流配用电设备的入网检测难题。
• 推动中低压直流系统核心设备国产化。
• 为能源服务和消费新模式提供示范和推广方案。

总结

本报告系统阐述了新型配电系统背景下直流配用电技术的重要性及发展趋势，强调了IEC标准化在推动技术发展中的关键作用，并通过多个示范工程案例展示了直流配用电技术的实际应用与成果。未来，随着更多技术标准的完善和示范工程的推广，直流配用电将在提高能源利用效率、促进清洁能源接入方面发挥更大作用。