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住宅直流供电的可行性探讨

邓志辉;陈伟英

【摘要】Inordertoimprovetheefficiencyofcurrentphotovoltaicandothernewenergysources,combinedwiththecurrentstatusandtrendsforthedevelopmentofDCpowerdistributiontechnologyandhouseholdappliances,madebyusingaDCpowersupplyanddistributioninresidentialprograms,micro-gridpowersystemarchitectureandpossiblevoltagelevel,andwiththeexistingAC220Vforacomprehensivecomparisonandexperimentalverificationofthepowerdistributionsystem,provedthefeasibilityoftheDCpowersupplyanddistributioninresidentialbuildings.%为了提高光伏发电等直流新能源的利用效率，结合现有直流供配电技术及家用电器的发展现状及趋势，提出了在住宅中采用直流供配电的方案、微电网系统架构及可能的供电电压等级，并通过与现有交流220V供配电系统的综合对比及试验验证，证明了直流供配电在住宅中的可行性。

【期刊名称】《机电工程技术》

【年(卷),期】2014(000)008

【总页数】4页(P70-72,87)

【关键词】光伏发电;直流配电;智能电网;系统架构;供电电压等级;保护

【作者】邓志辉;陈伟英

【作者单位】广州广日电气设备有限公司，广东广州511447;广州广日电气设备有限公司，广东广州511447

【正文语种】中文

【中图分类】TM91

直流住宅是指在住宅中采用以太阳能为代表的清洁能源为家庭直接供电，通过电能管理系统以及配置的蓄电池，用直流电力直接驱动直流负载和家用电器。与常见的光伏发电系统相比，直流住宅供电不需要通过逆变器与电网进行连接，不仅减少交直流转换过程中的效率损失，节约设备成本，同时也可以减少电能在输电线上的损耗，降低了散热设计要求。

（1）线路成本低

直流微电网多采取就近发电、就近消费的理念。发配电均在本地完成，只有很少的能源需要与附件的远端交换，仅需要较小的电线就可以实现，所需的建设费用少。

当交直流电有效值相同时，交流电压的峰值比直流电压峰值大，因此对电缆的绝缘强度要求也更严格，所以直流电缆的成本也要低。

（2）供电可靠性高

直流线路不存在频率稳定和无功功率等问题，且直流微电网系统中，本地均有蓄电池设备，当主电网故障时，本地供配电线路基本不受影响[2]，且可以有效解决电网调峰填谷等问题，当处于用电高峰时还可以向电网逆流馈电，从而为供电可靠性和供电质量保驾护航。

（3）具有环保优势

直流微电网来源多是绿色可再生能源，采集过程中没有噪音污染，传输过程没有电磁干扰，直流微电网可以大量减少变电设备（如变压器、整流器等）的使用，减少原材料（铜、橡胶等）的消耗[2]。

（4）节能减排

直流微电网采用清洁能源，通过绿色可再生能源的利用来替代能源类资源的消耗。如：火力发电厂对煤矿等资源的消耗降低约22%，从而减少了二氧化碳等污染物的排放。直流微电网给直流设备（电脑、打印机、直流变频空调、LED照明、平板电视等）供电时，减少了交流到直流的转换（AC-DC）次数，将转换过程中的能量损失从32%降至10%左右，减少电能的运输与分配。

目前，直流住宅供配电技术主要处于实验室验证阶段，已知报道的直流住宅示范样板主要为日本夏普公司，但是对于供电电压等级均没有详细讨论。参考其他应用领域中已经成熟的直流供配电技术，如在电力系统自动化调度系统中，采用了220VDC系统用作后备控制电源，在飞机直流供配电中，采用了270VDC和28VDC供电，在部分IDC数据中心中，采用了240VDC或者380VDC用作供电电源。

在上述的直流配电方案中，IDC与电厂的供电电源，因负载类型较单一，不如飞机的直流供配电方案更有借鉴作用。

随着国家对新能源产业的政策鼓励及资金支持，直流发电占比将迅速上升，随着家用电器直流化趋势越来越明显，直流微电网将是解决新能源发电输配电及用电的最佳方案，且将带动整个产业链的革命，有着非常巨大的经济效益。

（1）缺乏统一的直流住宅供配电网络架构；（2）缺乏直流住宅供配电标准规范；

（3）缺乏统一的