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摘要:远距离、大容量的输电模式是我国电网发展的必然趋势,高压直流供电技术在这种输电模式中的作用是举足轻重的,其地位也十分重要。本文结合高压直流供电技术的特点,对其发展前景进行了浅要的分析。
关键词:高压电;直流供电技术;发展前景
在我国的全国电网联网系统和“西电东送”工程中的远距离输电场合,高压直流供电技术起着主导性的作用。但由于此项技术主要应用于我国的一些重要的输电工程,在世界范围内的应用还很不广泛,因而其技术问题也是世界电网发展过程中前所未遇的世界性难题。本文通过对高压直流供电技术的特点分析,对其未来发展前景提出了几点探讨。
一、高压直流供电技术的特点
高压直流供电技术,是指通过高压直流电源对220V电源输入设备进行直接供电。与传统技术相比,其具备直流系统的天然优势。
1、技术层面
①输入参数
经过实际测试,高压直流供电技术的应用使系统输入参数得到了很大的改善,前端设备无需配置其他电抗器就能达到并降低补偿电容的实际耐压要求。
②对于能源的消耗
由于直流供电系统多采用模块化的运行结构,可以根据实际的输出负载大小对开机运行数量进行灵活的控制,使整流器的模块负载率始终维持在一个较高的水平上,保证系统转换效率。
③带载能力
由于直流供电系统将一系列内阻较低的大容量的蓄电池组进行了相关的并联操作,故而功率因数的大小对直流系统并不会产生直观的影响;直流供电系统的整流器模块有着大量富余,对高峰数值的负荷能力比较强,无需再考虑供电系统安全富余容量等相关问题的影响。
④安全可靠性
引入高压直流供电技术,主要就是为了确保电网系统的运行安全。直流系统的蓄电池组和以并联模式运行的整流模块都可以构成一种整体上的冗余关系,各系统构件的总体可靠性较传统供电系统有很大的提升,基本不会发生大型的系统瘫痪事故。
2、建设投资方面
运用高压直流供电技术进行供电作业时,其机房的电源控制装置安装区的荷载要求远低于其他机房,可以大幅度缩减土建成本,对电网供电项目的总投资也有着很大的缩减空间。在实际建设中,其电源系统和相应的电源模块都可以进行分期建设,考虑到投资的实际折现率,高压直流供电技术对投资成本的节约率会更加明显。
3、运维成本方面
顾名思义,运维成本是指电网建设项目的电费成本与维修成本。由于高压直流供电技术可以大大提高资源的转换效率,其相应的电费成本也有着很大的节约空间;由于高压直流供电技术采用的是整流型的模块化结构,其构件可以进行现场替换,维修价格大体由市场价格决定。
二、高压直流供电技术的应用前景
电源技术的应用是一个大规模的商用工程,涉及有关技术标准、产业链保障以及后端用电设备等多方面内容。只有协调好各方面的关系,使其同时具有可操作性,高压直流供电技术才能得到大规模的实际应用。
1、应用现状
对于当前的高压直流供电技术的应用,总体来说,电信运营商迫切希望这种技术的大规模应用,并与电源厂商进行了大量的有关高压直流供电技术推广的可行性研究,国内业界已基本达成共识,进行了针对性较强的项目试点。但是供电系统的后端设备还不能达到高压直流供电的电源标准,也没有厂商宣布支持。虽然高压直流供电技术有着很多的电压种类可供选择,但由于缺乏后端设备制造厂商的响应,国内有关高压直流供电技术的推广思路均是保守进行,不设计后端用电设备的改造。
2、制约因素
①后端设备不适应
根据试点的情况反馈,尽管原有的系统后端设备大部分都支持这种供电模式,可以保障系统后端设备的正常运行,但原有系统的后端设备毕竟不符合高压直流供电技术相应的电源标准,设备运行环境的改变,会给项目运营商带来较多的供电风险。一方面,设备操作存在技术风险,部分原有的系统设备并不支持这种高压直流供电的新模式,对于设备检测,也只能进行针对性的电路分析和试验,对于原有设备是否完美支持这种新型供电模式,尚需时间来检验;另一方面,设备应用存在法律风险,改变设备运行环境,也就改变了合同约定条件,如果设备出现故障,在法律上运营商会处于比较不利的地位,存在着较大的风险。从试点看来,运营商大都还是抱着高压直流电源不会产生问题的心态,没有真正从法律层面思考过可能会遇到的法律纠纷。
②设备生产规模小
由于高压直流供电技术尚未确定相应的技术标准和大规模商用化的实践支撑,目前相关设备的生产大都是通过订单定制的方式进行小规模产出,其标准尚未定型,更远远谈不上量产。
③配套器件存在问题
在高压直流供电技术实际应用时,其所涉及的诸多元器件大都较为通用,不存在供应不足的问题,但诸如断路器、熔断器等供电系统的配电保护类元件普遍比较匾乏。
④监控系统存在问题
要想将高压直流供电技术进行大规模商用,其动力环境的监控系统必须要跟上项目的普及进度。系统电源的监控与传统供电模式并无区别,但与之相配套的电池组还尚未有厂家可以按标准进行批量提供。
3、应用推进
虽然有着很多制约着高压直流供电技术进行大规模应用的因素,但影响其大范围推广的根本原因还是系统后端设备尚未确立相关的标准化运行模式。对于后端设备的应用,绝大部分还是在社会的其他行业和领域上。要想推进高压直流供电技术的实际应用,必须积极宣传和普及高压直流供电技术的相关知识,提高公众的认知水平,并通过制定相应的法律法规来推动高压直流供电项目系统设备的大规模生产和应用,进而提高高压直流供电技术的应用效率,逐步发展和扩大其应用规模。
三、高压直流供电技术的影响
根据试点情况来看,高压直流供电系统的供应电流较小,其部署更趋于灵活性和可操作性。对于供电体制来说,高压直流供电系统既可以进行集中式的供电,也可以提供分散式的供电,从资源节约和投资成本的角度出发,分散式的供电模式可以进行大规模的推广应用。分散供电,会对传统供电模式和系统格局形成巨大的冲击,在建立新机房时必须要考虑各方面因素的综合影响,打破传统的专业模式的界限,实行供电系统综合管理。
结语:
随着经济的发展和居民用电量的增加,高压直流供电技术直必将会在我国的全国供电系统联网和西电东送工程汇总发挥更大的作用,为社会的安全用电、可靠用电做出更大的贡献。
参考文献:
[1]王良根. 240V高压直流供电技术研究[J].仪表技术,2013(03).
[2]张为毅. 高压直流供电技术的应用及节能效果分析[J].电信快报,2011(08).
[3]彭大铭. 高压直流供电技术及应用前景分析[J].通信与信息技术,2010(01).
作者简介:1卫政(1992—)男,内蒙古人,天津理工大学中环信息学院电气工程及其自动化专业学生。
2秦钰涵:西北农林科技大学学生。
关键词:高压电;直流供电技术;发展前景
在我国的全国电网联网系统和“西电东送”工程中的远距离输电场合,高压直流供电技术起着主导性的作用。但由于此项技术主要应用于我国的一些重要的输电工程,在世界范围内的应用还很不广泛,因而其技术问题也是世界电网发展过程中前所未遇的世界性难题。本文通过对高压直流供电技术的特点分析,对其未来发展前景提出了几点探讨。
一、高压直流供电技术的特点
高压直流供电技术,是指通过高压直流电源对220V电源输入设备进行直接供电。与传统技术相比,其具备直流系统的天然优势。
1、技术层面
①输入参数
经过实际测试,高压直流供电技术的应用使系统输入参数得到了很大的改善,前端设备无需配置其他电抗器就能达到并降低补偿电容的实际耐压要求。
②对于能源的消耗
由于直流供电系统多采用模块化的运行结构,可以根据实际的输出负载大小对开机运行数量进行灵活的控制,使整流器的模块负载率始终维持在一个较高的水平上,保证系统转换效率。
③带载能力
由于直流供电系统将一系列内阻较低的大容量的蓄电池组进行了相关的并联操作,故而功率因数的大小对直流系统并不会产生直观的影响;直流供电系统的整流器模块有着大量富余,对高峰数值的负荷能力比较强,无需再考虑供电系统安全富余容量等相关问题的影响。
④安全可靠性
引入高压直流供电技术,主要就是为了确保电网系统的运行安全。直流系统的蓄电池组和以并联模式运行的整流模块都可以构成一种整体上的冗余关系,各系统构件的总体可靠性较传统供电系统有很大的提升,基本不会发生大型的系统瘫痪事故。
2、建设投资方面
运用高压直流供电技术进行供电作业时,其机房的电源控制装置安装区的荷载要求远低于其他机房,可以大幅度缩减土建成本,对电网供电项目的总投资也有着很大的缩减空间。在实际建设中,其电源系统和相应的电源模块都可以进行分期建设,考虑到投资的实际折现率,高压直流供电技术对投资成本的节约率会更加明显。
3、运维成本方面
顾名思义,运维成本是指电网建设项目的电费成本与维修成本。由于高压直流供电技术可以大大提高资源的转换效率,其相应的电费成本也有着很大的节约空间;由于高压直流供电技术采用的是整流型的模块化结构,其构件可以进行现场替换,维修价格大体由市场价格决定。
二、高压直流供电技术的应用前景
电源技术的应用是一个大规模的商用工程,涉及有关技术标准、产业链保障以及后端用电设备等多方面内容。只有协调好各方面的关系,使其同时具有可操作性,高压直流供电技术才能得到大规模的实际应用。
1、应用现状
对于当前的高压直流供电技术的应用,总体来说,电信运营商迫切希望这种技术的大规模应用,并与电源厂商进行了大量的有关高压直流供电技术推广的可行性研究,国内业界已基本达成共识,进行了针对性较强的项目试点。但是供电系统的后端设备还不能达到高压直流供电的电源标准,也没有厂商宣布支持。虽然高压直流供电技术有着很多的电压种类可供选择,但由于缺乏后端设备制造厂商的响应,国内有关高压直流供电技术的推广思路均是保守进行,不设计后端用电设备的改造。
2、制约因素
①后端设备不适应
根据试点的情况反馈,尽管原有的系统后端设备大部分都支持这种供电模式,可以保障系统后端设备的正常运行,但原有系统的后端设备毕竟不符合高压直流供电技术相应的电源标准,设备运行环境的改变,会给项目运营商带来较多的供电风险。一方面,设备操作存在技术风险,部分原有的系统设备并不支持这种高压直流供电的新模式,对于设备检测,也只能进行针对性的电路分析和试验,对于原有设备是否完美支持这种新型供电模式,尚需时间来检验;另一方面,设备应用存在法律风险,改变设备运行环境,也就改变了合同约定条件,如果设备出现故障,在法律上运营商会处于比较不利的地位,存在着较大的风险。从试点看来,运营商大都还是抱着高压直流电源不会产生问题的心态,没有真正从法律层面思考过可能会遇到的法律纠纷。
②设备生产规模小
由于高压直流供电技术尚未确定相应的技术标准和大规模商用化的实践支撑,目前相关设备的生产大都是通过订单定制的方式进行小规模产出,其标准尚未定型,更远远谈不上量产。
③配套器件存在问题
在高压直流供电技术实际应用时,其所涉及的诸多元器件大都较为通用,不存在供应不足的问题,但诸如断路器、熔断器等供电系统的配电保护类元件普遍比较匾乏。
④监控系统存在问题
要想将高压直流供电技术进行大规模商用,其动力环境的监控系统必须要跟上项目的普及进度。系统电源的监控与传统供电模式并无区别,但与之相配套的电池组还尚未有厂家可以按标准进行批量提供。
3、应用推进
虽然有着很多制约着高压直流供电技术进行大规模应用的因素,但影响其大范围推广的根本原因还是系统后端设备尚未确立相关的标准化运行模式。对于后端设备的应用,绝大部分还是在社会的其他行业和领域上。要想推进高压直流供电技术的实际应用,必须积极宣传和普及高压直流供电技术的相关知识,提高公众的认知水平,并通过制定相应的法律法规来推动高压直流供电项目系统设备的大规模生产和应用,进而提高高压直流供电技术的应用效率,逐步发展和扩大其应用规模。
三、高压直流供电技术的影响
根据试点情况来看,高压直流供电系统的供应电流较小,其部署更趋于灵活性和可操作性。对于供电体制来说,高压直流供电系统既可以进行集中式的供电,也可以提供分散式的供电,从资源节约和投资成本的角度出发,分散式的供电模式可以进行大规模的推广应用。分散供电,会对传统供电模式和系统格局形成巨大的冲击,在建立新机房时必须要考虑各方面因素的综合影响,打破传统的专业模式的界限,实行供电系统综合管理。
结语:
随着经济的发展和居民用电量的增加,高压直流供电技术直必将会在我国的全国供电系统联网和西电东送工程汇总发挥更大的作用,为社会的安全用电、可靠用电做出更大的贡献。
参考文献:
[1]王良根. 240V高压直流供电技术研究[J].仪表技术,2013(03).
[2]张为毅. 高压直流供电技术的应用及节能效果分析[J].电信快报,2011(08).
[3]彭大铭. 高压直流供电技术及应用前景分析[J].通信与信息技术,2010(01).
作者简介:1卫政(1992—)男,内蒙古人,天津理工大学中环信息学院电气工程及其自动化专业学生。
2秦钰涵:西北农林科技大学学生。