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直流微电网设计与实现 NORTH CHINA ELECTRIC POWER UNIVERSITY ————————————————————— SCHOOL OF ELECTRICAL ELECTRONIC ENGINEERING 报告的基本内容 (Content of the Presentation) 1、直流微电网的提出和发展 2、直流微电网的拓扑与构成 3、直流微电网控制策略设计 4、直流配电网运行特性分析 5、直流微电网运行示例 6、结语 直流与交流(DC or AC) 19世纪最后10年，电气领域开始了一场独特的对垒—电流之 战。在过去的一百多年里，交流电因易于变压、可以远送、便 于通过旋转电机实现转换而处于主导地位。但直流发展的脚步 也从未停止。直流输电已在远距离电能输送、异步联网等场合 发挥重要作用。近年来，直流配电与直流供电也得到快速发展。 直流微（电）网定义 (Defination of DC-Micro Grid) 直流微（电）网可定义为以直流电的方式，将分布式电源、储能与负荷 、交流系统互联，配备监控系统所形成的发供用电系统网络。直流微网 可看成是配电网的一种形式。 直流配电网与直流微电网  均属于供用电系统，无严格区别；  直流微电网电压典型值最高不超过1.5kV;  直流配电网电压可达100kV;  直流微电网范围通常较小：DC- house, DC- workshop, DC-building…  直流微网区域较大：DC- community, DC- factory, DC- commercial…  直流微电网强调系统性和独立性。 采用直流配电的动因（1） Driving Force for DC-GRID(1)  直流电网本身不存在相位和谐波问题，所以直 流网络可以提供的电能的质量相比于交流网络 更好。  直流电网通常包括储能和分布式电源，比通常 依靠大电网供电具有更高的可靠性。  直流系统不存在无功电流分量，在提供同样的 有功功率情况下，与交流系统相比，直流系统 电流幅值较小，相应地损耗较少。  电力电子技术与交直流变换技术的发展与进步 推动了直流微网的快速发展。 采用直流配电的动因（2） Driving Force for DC-GRID(2)  城市电网不断发展，电能替代的不断推进，用 电负荷迅猛增长，用户负荷中电力电子设备数 量不断增加，电力负荷的电力电子化使负荷供 电具有直流环节：  变频调速  电子镇流器照明、LED照明  开关电源  电动汽车的发展 采用直流配电的动因（3） Driving Force for DC-GRID(3)  新能源发电与储能装置多以直流形式产生电能 ，采用直流电网更适合于分布式电源和储能装 置的接入：  风力发电：直驱  光伏发电  微型燃气轮机  典型储能设备：电池，飞轮，超导… 直流微电网具备的基本功能  具有孤网及并网两种运行模式，并可实现两种模式的 无缝切换。  电源及负荷的通用性。以往直流供电系统通常是针对 专用负荷的。作为直流网微，供电负荷可能各式各样 ，且在不断发展。  电源及负荷即插即用。作为通用电网，直流微网必须 支持直流电源及负荷设备的即插即用功能。  微网整体优化与协调控制。具备针对全网的监控系统 ，全网设备信息可用，从而实现面向全网的能量优化 及协调控制。 DC GRID 微网应用示例(DC MG) 仙台市含直流供电的定制电力供电系统 爱知工业大学校园AC/DC微网