关于直流配电与直流微网的电气节能架构分析

2018-02-01杨超

时代农机 2018年8期

杨超

（黑龙江工业学院，黑龙江鸡西 158100）

直流配电具备了便于直流负载结合的物理特点，相较于传统的交流电有着显著优势，直流配电的实际传输效率相对较高，无需很多变换环节，因此对于供电质量可以提供更好的保障。在最近几年，直流配电的运用逐渐得到国际学界的普遍认可，更多学者开始深入探究有关方面的技术，在今后的发展进程中，清洁能源的运用范围和水平必将会得到大幅提升，进而促使直流配电和直流微网架构运用的可持续发展，以至对电气节能起到较好的支持作用。

1 运用直流配电和直流微网的重要意义

当前，能源危机已经演变成全球性的重要问题，因此，进一步提升能源利用率、合理运用能源防止能源浪费现象，则成为目前国际学界面对能源问题所持有的统一态度。全球各个国家均对新能源方面做出了深入研究，利用可再生能源促进发展获得了一致认可，不过，由于可再生能源的地域分布有着很大差异、利用难度相对较大、对于技术水平具有较高要求等特征，进而引出了分布式能源的概念。

在此种发展形势下，经过运用直流配电的特征，架设直流微网利用分布式能源有着非常实用的价值，进而让实际发展需求得到满足。直流微网具备了相对独立性的特征，不仅可以直接利用与输送各个地区的分布式能源，以此减少能源的传输过程，使运输成本得到有效下降，并且还具有非常强的适应性，运用效率相对较高，进而让可再生资源的灵活运用真正成为可能。根据目前的微电网来看，其基本上都是运用交流电，而要想通过可再生能源发电则需要运用直流电技术，因此，直流微网的发展必将会变成今后大规模运用可再生能源的主要趋向。

2 直流配电和直流微网在光伏泵站中的运用

2.1 光伏泵站的运用背景

针对比较偏远的区域来讲，通常都会有电网架设困难、能源缺乏致使分布式发电难度大等诸多问题，所以，一定要根据实际情况将该区域所具备的能源优势充分发挥出来，而实行分布式发电则是值得尝试的一种绿色能量利用形式。比如，对于新疆等具有丰富太阳能资源的一些地区，便可建立把光伏泵站作为主体的微网架构，其关键由光伏变频器、光伏泵与中继站构成，经过高压直流总线搭桥，传送至终端用户和常规的微电网进行比较，把光伏泵作为主体的直流微网还能够通过太阳能实现抽水，并运用水资源势能实现蓄能，从而使蓄能成本得到大幅下降，其不仅具备了构架灵活的体征，同时还有着很高的实用价值与运用前景，除了能够运用于农田灌溉上，也能运用在储水系统当中，并且仅需定期进行维护即可，以至使人力成本得到有效节省。

2.2 存在的不足与解决策略

根据目前的实际情况来看，建立光伏泵站所面临的最大问题就是需要耗费较高成本，并且在运用清洁能源过程中，成本和技术水平也是其所面临的最大问题。建立光伏泵站会消耗大量资金，在发电过程和发电运用相结合的过程中，有关人员必须具备较高的统筹规划能力，这样才能对此进行合理运用，同时，还需严格控制水泵台数，并实行变频调节负载，而这也在一定程度上增加了技术和与管理难度。因此，一定要全面提升自动化程度，积极发展有关技术，这样才能够将光伏本站低蓄电成本的优势充分发挥出来，进而使光伏泵站的运用规模获得进一步推广。

3 直流配电和直流微网在当代建筑中的运用

3.1 建筑直流配电的实际需求

当代建筑已变成现阶段的能源消耗大户，因此，在建筑配电中对电气节能设计做出进一步探究具有重大意义。在建筑配电过程中，通常会遇到建筑光伏并网方面的问题，这样合理运用电梯发电对于整个建设十分关键。随着当前人们生活水平的不断提高，变频家电计算机等相关设备也得到了广泛运用，进而使得建筑直流电负荷所占据的比例也呈现出上涨趋势。目前，我国建筑仅配备了交流配电系统，要想运用直流电源，则需要经过交流或者直流变换器实行转换。因此，在建筑中设置直流配电系统，以减少电源变换时产生的损耗，这样便可以进一步提升能源利用效率对电气节能提供有力支持。

3.2 建筑直流微网的具体建设

针对建筑直流微网的建设而言，根据我国现阶段的技术水平和具体情况，应当把传统交流配电作为基本前提，将直流配电微网加以构建，进而使之形成两者结合在一起的构架。具体来讲，可由交流配电网经过高压直流总线、分布式电源以及蓄能电容等关键成分构成，之后经过低压直流总线对普通用户终端进行连接，电压等级可以设置在220V到350V的范围以内，这样便能让终端电器的运用要求得到满足。

3.3 分布式直流发电的分布

在建筑直流微网运用架构中，分布式直流发电关键来自于建筑光伏BIPV与电梯发电等各种分布式。对于分布式能源直流配电的运用关键包含日常电器与大功率电器两个方面，前者通常使用低压直流总线实现供电，较为便利且安全可靠；而后者则是经过高压直流总线直接供电。在今后的发展中，除了可在建筑直流微网运用架构中增添更加丰富的分布式电源，并且对于微电网蓄能模式来讲，也可沿用超级电容与蓄电池混合储能的形式。从整体对建筑直流微网运用架构设计的合理性进行评估，便可了解到交流配电网与分布式电源的结合设计，经过高压直流总线与低压直流总线的互联形式，让多种电的相互交换与共享得以达成，这不仅能够让交流配电网高峰时间段的用电压力得到有效下降，并且还能够在最大程度上利用分布式电源的绿色能源优势，进而推动绿色能源运用质量与数量得到进一步提升，使之与先进社会的绿色生活形式相适应。

3.4 存在的不足与解决策略

目前，让建筑行业直流配电与建设直流微网受到制约的关键，就是因为技术水平有限、缺乏相应的技术规范，进而在较大程度上阻碍了对建筑实行直流配电技术的进一步研究和推广，虽然想试着对建筑直流配电或者电气进行改造，却缺乏可以参考的相关标准。尽管我国具备较多有关建筑工程和配电系统的规范，不过在这之中，并没有关于直流配电和直流微网建设的相关内容，以至使我国建筑直流配电的建设水平始终处于较为滞后的状态，缺少必要的尝试和技研究。因此，制定关于建筑直流配电以及架设建筑直流微网有关的规范与标准是亟需解决的重要问题，比如，可集中力量将具有代表性的示范工程进行建设，并在此过程中积累有关技术的经验，进而把示范工程作为基准，进一步推广直流配电和直流微网建设的有关技术，以此为相同行业的工作人员提供可靠的参考依据。