直流配用電系統的全面突破
直流配用電系統的全面突破
——“中低壓直流配用電系統關鍵技術及應用”示范工程通過國家工信部驗收
張聰 周敬人 劉瑞煌
1月18日，國家重點研發計劃項目——“中低壓直流配用電系統關鍵技術及應用”示范工程通過國家工信部驗收。這是目前建成的國內外應用場景最豐富、源荷種類最多、技術裝備最新的直流配用電系統。
2021年3月，構建以新能源為主體的新型電力系統的首次提出，為我國實現“3060雙碳目標”指明了方向。隨著能源清潔轉型加速，風電、光伏等新能源大量并網，同時以電動汽車為代表的直流負荷快速發展，給傳統交流電網帶來了新的挑戰。
國網蘇州供電公司副總經理楊波表示，由于直流型源荷通過交流電網連接需要經過多級交直流轉換，且新能源消納容量受限，增加了電能損耗和調控難度，降低了能源利用效率。因此，推動智能電網技術創新，構建高效、低耗、可靠的直流配用電系統，為探索新型電力系統建設，提供了一種解決方案。
2018年6月，國網江蘇省電力有限公司牽頭申報國家重點研發計劃“中低壓直流配用電系統關鍵技術及應用”示范項目，并于2018年6月立項。該項目在江蘇蘇州吳江經濟開發區（同里鎮）176平方千米范圍內，建立多應用場景的中低壓直流配用電系統，探索形成可推廣、可復制的直流配電網建設標準，為全球能源變革、構建新型電力系統提供“江蘇樣板”。
該示范工程于2020年3月正式開工建設，共新建10千伏直流中心站2座、直流配電房7座、光伏升壓站3座以及6條總長度達30千米的10千伏直流電纜。該工程具有分布式新能源高效消納與直流負荷高適配性的特性。
“采用直流配用電方式，可以方便電動汽車、LED照明、數據中心等直流負荷靈活接入，同時光伏等直流電源由于減少了中間交直流變換環節，直送至直流負荷端，能源利用效率較同電壓等級交流系統提升3%。”國網江蘇電科院總工程師袁宇波說。
蘇州吳江區作為江蘇省整縣（市、區）光伏首批試點區域，至2030年，分布式光伏規模將突破100萬千瓦，是目前江蘇省內最大規模的整縣屋頂光伏試點。“依托示范工程，已經實現了吳江地區新建0.621萬千瓦光伏的高效消納，構建了光伏直流匯聚、交直流柔性互聯、源網荷儲協調控制的新型配電系統。”國網蘇州供電公司運檢部副主任楊晨介紹，該項目還實現了直流配網毫秒級故障精準定位，100毫秒恢復供電，供電可靠率提高至99.999%。
該示范工程建立了國內外最完整的直流電壓等級序列，擁有±10千伏、±375伏、48伏3類直流電壓等級，構建了工商民、光伏、數據中心等5大類典型用電場景和供電模式，累計接入直流負荷1.05萬千瓦，并網屋頂光伏0.62萬千瓦，安裝用戶側儲能0.2萬千瓦時，改造交直流混合用電居民用戶150戶，研發生產15種直流家電，形成了一個完整的中低壓直流供用電生態。
泓晟塑膠科技（蘇州）有限公司是一家從事精密型腔模、電子塑膠制品生產的企業。該企業對廠內的86臺注塑機電機進行直流化改造，并由附近10千伏龐東直流中心站進行直流供電。“直流化改造后，我們生產線的能量損耗至少降低了2%，平均每月可以節約3萬元的電費，年平均減少二氧化碳量約500噸。”泓晟塑膠科技（蘇州）有限公司董事長蔡鳳琴算了一筆賬。
據介紹，該中低壓直流配用電示范工程已經成功突破了系統規劃設計、關鍵裝備研制、運行控制技術、系統保護技術等直流領域的多個關鍵技術，研發并應用了27類直流配用電關鍵設備，牽頭立項IEC國際標準1項、IEEE國際標準3項，累計發表高水平論文94篇，受理專利94項，登記軟件著作12項，在直流配用電系統方面形成了理論、技術、標準、裝備和產業的全面突破。
“直流配用電系統關鍵裝備的研發應用，有助于提升我國在高端電器制造領域的國際競爭力和話語權，對于推動我國能源轉型，構建新型電力系統，助力‘雙碳’目標落地具有重要的支撐作用。”國家工業和信息化部責任專家劉建明說。
責任編輯：劉卓 投稿郵箱：網上投稿
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