2024-08-23-国家电网-2024多场景直流配用电系统关键技术及应用研究报告_56页_20mb

多场景直流配用电系统关键技术及应用总结

核心内容

随着全球气候和环境变化的挑战日益加剧，构建以新能源为主体的新型电力系统成为重要趋势。配电网作为电力系统的重要组成部分，正在向清洁低碳、灵活高效的方向转型。直流配用电技术因其在电能变换效率、用能灵活安全等方面的优势，逐渐成为提升供电模式、促进能源变革的重要手段。

主要观点

• 直流化趋势：新型配电系统中，电能供给、配送和消费环节的直流化特征日趋明显，直流配用电技术可减少源荷交直流变换环节，提高能源利用效率。
• 多场景应用：直流配用电技术适用于多种场景，包括电动汽车、数据中心、工业变频电机、医院建筑、居民小区等，提升能效、安全性和供电可靠性。
• 技术突破与应用成果：江苏公司在直流配电领域取得了多项技术突破，包括建成世界规模最大的交直流配用电示范工程，成立直流联盟，推动IEC和IEEE标准的制定。
• 柔性互联技术：通过交直流柔性互联技术，实现高可靠组网，支撑新型配电系统建设，解决现有配网存在的负载率低、光伏倒送、需量电费高等问题。
• 能效提升：在多个典型场景中，直流配用电技术显著提升了系统能效，如数据中心能效提升2%，工业变频电机能效提升1.4%，光储充一体化场景能效最高提升9.1%。

关键信息

1. 光伏与储能设备效率

• 光伏逆变器：中国效率加权平均为98.3%。
• 10kV变压器：一级能效指标下，平均效率为99.1%。
• 直流适配器：实验室重载下转换效率为97.4%。
• 交流适配器：综合考虑损耗后的实验室重载下最高效率为96.1%。
• 升压/降压直流变：第三方检测效率为98.5%。
• 直流变压器：实验室测试效率高达98.00%。

2. 典型场景应用

• 电动汽车充电：采用直流配用电技术，实现光储充一体化，提升能效。
• 数据中心：通过直流配用电技术实现容量互济，降低基本电费30%。
• 工业变频电机：直流化改造后能效提升1.4%。
• 医院建筑：采用直流供电提升安全性，未来可实现插座拓展协议，适应48V以下设备。
• 居民小区：以“光储直柔”模式建设，提升建筑内负载柔性化，实现零碳建筑示范。

3. 柔性互联技术应用

• 轻重载台区/线路互联：通过低压柔性互联装置优化负载分配，提升能效和供电可靠性。
• 负荷可靠供电：通过并联型中压互联装置实现故障下无缝切换，提升供电可靠性。
• 交直流微电网：构建光储充微网，灵活高效接入交直流源荷，助力电动汽车下乡。
• 配电网线路融冰：通过柔性互联装置改变线路潮流，实现不停电融冰。

4. 典型工程案例

• 同里综合能源小镇：建成全球最大的中低压直流配用电示范工程，覆盖23个台区，变电容量达37MW。
• 吴江中低压直流工程：实现直流电能的安全高效利用。
• 扬中中压三端柔性互联装置：优化线路负载分配，缓解光伏倒送问题，提升供电可靠性。
• 丹阳柔性互联装置：通过负载均衡控制，解决潮汐性负荷和新能源接入导致的超重载问题，实现配变动态增容。

5. 未来展望

• 产业生态圈建设：推动“产、学、研、用”配套合作，打造覆盖全行业的直流配用电技术联盟。
• 标准化与国际化：成立IEC低压直流工作组，发布多项国际标准，提升国际影响力。
• 多场景融合：进一步发展光伏直流汇聚、交直流柔性互联、源网荷储协调控制，推动多场景用能多样化和高效化。

结论

直流配用电技术在新能源接入、提高能效、增强供电可靠性等方面展现出显著优势。江苏公司在该领域持续探索与实践，取得多项技术突破和示范工程成果，推动了新型电力系统的建设。未来，通过构建产业生态圈和推动标准化，直流配用电技术将在更多场景中发挥关键作用，助力实现清洁低碳、高效用能的能源转型目标。