關于直流配電與直流微網的電氣節(jié)能架構分析

楊 超

（黑龍江工業(yè)學院，黑龍江 雞西 158100）

直流配電具備了便于直流負載結合的物理特點，相較于傳統的交流電有著顯著優(yōu)勢，直流配電的實際傳輸效率相對較高，無需很多變換環(huán)節(jié)，因此對于供電質量可以提供更好的保障。在最近幾年，直流配電的運用逐漸得到國際學界的普遍認可，更多學者開始深入探究有關方面的技術，在今后的發(fā)展進程中，清潔能源的運用范圍和水平必將會得到大幅提升，進而促使直流配電和直流微網架構運用的可持續(xù)發(fā)展，以至對電氣節(jié)能起到較好的支持作用。

1 運用直流配電和直流微網的重要意義

當前，能源危機已經演變成全球性的重要問題，因此，進一步提升能源利用率、合理運用能源防止能源浪費現象，則成為目前國際學界面對能源問題所持有的統一態(tài)度。全球各個國家均對新能源方面做出了深入研究，利用可再生能源促進發(fā)展獲得了一致認可，不過，由于可再生能源的地域分布有著很大差異、利用難度相對較大、對于技術水平具有較高要求等特征，進而引出了分布式能源的概念。

在此種發(fā)展形勢下，經過運用直流配電的特征，架設直流微網利用分布式能源有著非常實用的價值，進而讓實際發(fā)展需求得到滿足。直流微網具備了相對獨立性的特征，不僅可以直接利用與輸送各個地區(qū)的分布式能源，以此減少能源的傳輸過程，使運輸成本得到有效下降，并且還具有非常強的適應性，運用效率相對較高，進而讓可再生資源的靈活運用真正成為可能。根據目前的微電網來看，其基本上都是運用交流電，而要想通過可再生能源發(fā)電則需要運用直流電技術，因此，直流微網的發(fā)展必將會變成今后大規(guī)模運用可再生能源的主要趨向。

2 直流配電和直流微網在光伏泵站中的運用

2.1 光伏泵站的運用背景

針對比較偏遠的區(qū)域來講，通常都會有電網架設困難、能源缺乏致使分布式發(fā)電難度大等諸多問題，所以，一定要根據實際情況將該區(qū)域所具備的能源優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，而實行分布式發(fā)電則是值得嘗試的一種綠色能量利用形式。比如，對于新疆等具有豐富太陽能資源的一些地區(qū)，便可建立把光伏泵站作為主體的微網架構，其關鍵由光伏變頻器、光伏泵與中繼站構成，經過高壓直流總線搭橋，傳送至終端用戶和常規(guī)的微電網進行比較，把光伏泵作為主體的直流微網還能夠通過太陽能實現抽水，并運用水資源勢能實現蓄能，從而使蓄能成本得到大幅下降，其不僅具備了構架靈活的體征，同時還有著很高的實用價值與運用前景，除了能夠運用于農田灌溉上，也能運用在儲水系統當中，并且僅需定期進行維護即可，以至使人力成本得到有效節(jié)省。

2.2 存在的不足與解決策略

根據目前的實際情況來看，建立光伏泵站所面臨的最大問題就是需要耗費較高成本，并且在運用清潔能源過程中，成本和技術水平也是其所面臨的最大問題。建立光伏泵站會消耗大量資金，在發(fā)電過程和發(fā)電運用相結合的過程中，有關人員必須具備較高的統籌規(guī)劃能力，這樣才能對此進行合理運用，同時，還需嚴格控制水泵臺數，并實行變頻調節(jié)負載，而這也在一定程度上增加了技術和與管理難度。因此，一定要全面提升自動化程度，積極發(fā)展有關技術，這樣才能夠將光伏本站低蓄電成本的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，進而使光伏泵站的運用規(guī)模獲得進一步推廣。

3 直流配電和直流微網在當代建筑中的運用

3.1 建筑直流配電的實際需求

當代建筑已變成現階段的能源消耗大戶，因此，在建筑配電中對電氣節(jié)能設計做出進一步探究具有重大意義。在建筑配電過程中，通常會遇到建筑光伏并網方面的問題，這樣合理運用電梯發(fā)電對于整個建設十分關鍵。隨著當前人們生活水平的不斷提高，變頻家電計算機等相關設備也得到了廣泛運用，進而使得建筑直流電負荷所占據的比例也呈現出上漲趨勢。目前，我國建筑僅配備了交流配電系統，要想運用直流電源，則需要經過交流或者直流變換器實行轉換。因此，在建筑中設置直流配電系統，以減少電源變換時產生的損耗，這樣便可以進一步提升能源利用效率對電氣節(jié)能提供有力支持。

3.2 建筑直流微網的具體建設

針對建筑直流微網的建設而言，根據我國現階段的技術水平和具體情況，應當把傳統交流配電作為基本前提，將直流配電微網加以構建，進而使之形成兩者結合在一起的構架。具體來講，可由交流配電網經過高壓直流總線、分布式電源以及蓄能電容等關鍵成分構成，之后經過低壓直流總線對普通用戶終端進行連接，電壓等級可以設置在220V到350V的范圍以內，這樣便能讓終端電器的運用要求得到滿足。

3.3 分布式直流發(fā)電的分布

在建筑直流微網運用架構中，分布式直流發(fā)電關鍵來自于建筑光伏BIPV與電梯發(fā)電等各種分布式。對于分布式能源直流配電的運用關鍵包含日常電器與大功率電器兩個方面，前者通常使用低壓直流總線實現供電，較為便利且安全可靠；而后者則是經過高壓直流總線直接供電。在今后的發(fā)展中，除了可在建筑直流微網運用架構中增添更加豐富的分布式電源，并且對于微電網蓄能模式來講，也可沿用超級電容與蓄電池混合儲能的形式。從整體對建筑直流微網運用架構設計的合理性進行評估，便可了解到交流配電網與分布式電源的結合設計，經過高壓直流總線與低壓直流總線的互聯形式，讓多種電的相互交換與共享得以達成，這不僅能夠讓交流配電網高峰時間段的用電壓力得到有效下降，并且還能夠在最大程度上利用分布式電源的綠色能源優(yōu)勢，進而推動綠色能源運用質量與數量得到進一步提升，使之與先進社會的綠色生活形式相適應。

3.4 存在的不足與解決策略

目前，讓建筑行業(yè)直流配電與建設直流微網受到制約的關鍵，就是因為技術水平有限、缺乏相應的技術規(guī)范，進而在較大程度上阻礙了對建筑實行直流配電技術的進一步研究和推廣，雖然想試著對建筑直流配電或者電氣進行改造，卻缺乏可以參考的相關標準。盡管我國具備較多有關建筑工程和配電系統的規(guī)范，不過在這之中，并沒有關于直流配電和直流微網建設的相關內容，以至使我國建筑直流配電的建設水平始終處于較為滯后的狀態(tài)，缺少必要的嘗試和技研究。因此，制定關于建筑直流配電以及架設建筑直流微網有關的規(guī)范與標準是亟需解決的重要問題，比如，可集中力量將具有代表性的示范工程進行建設，并在此過程中積累有關技術的經驗，進而把示范工程作為基準，進一步推廣直流配電和直流微網建設的有關技術，以此為相同行業(yè)的工作人員提供可靠的參考依據。

4 結語

在當前的發(fā)展進程中，想要讓電氣節(jié)能得以實現，那么就一定要運用可再生能源和清潔能源實行分布式發(fā)電，進一步分析直流配電和直流微網所具備的優(yōu)勢。同時，還需對其實用價值進行深入挖掘，明確其運用過程中需要掌握的技術要點，從而讓人們更好地應對能源危機。