直流供电系统供电能力探究

直流供电系统供电能力探究

黄婷婷

黄婷婷

昆明地铁运营有限公司云南昆明650000

摘要：近些年以来，城乡各地都在着眼于构建规模较大的直流配电网。相比而言，直流输电模式具备突显的供电优势，这是由于其能够显著减低线损并且扩大了交流输电原有的供电容量。因此可见，直流供电系统体现为相对更优的综合供电性能。从当前现状来看，直流供电系统正在日益受到有关部门的更多关注，而与之相应的直流供电研究也获得了突显的改进。因此针对直流供电现有的各项研究中，关键应当集中于系统供电能力，进而因地制宜开展全方位的探究与调研。

关键词：直流供电系统；供电能力；相关研究

相比于交流配电的传统供电模式，直流供电体现为独特的供电优势。在目前的现状下，直流供电具备了相对更小的供电损耗、更大的供电容量与更好的电能质量。与此同时，运用直流供电也能全面支持可再生能源的新型发电系统。因此针对当前现有的直流供电体系来讲，对此有必要计算出各个时间段的功率损耗以及线损特征。在全面对比的前提下，应当能够归纳得出交流以及直流两类供电系统表现出来的弊病与优势，从而选择适用于当前供电系统的可行供电模式。

一、直流供电系统具备的供电能力优势

交流供电以及直流供电二者都表现为负荷矩以及电压同步升高的趋向，在设计较远供电距离的前提下，对于上述两类的供电系统应当将其分别予以运算。从整体上来讲，如果外界现有的绝缘条件保持相同，那么如果设计了较远的供电距离，则与之有关的负荷矩就会呈现各异的变化状态。与交流输电相比，直流输电呈现更大的负荷矩。探究其中的根源，就在于直流输电具备更高的有效值，因此其表现为电压等级相同时的独特优势。如果外界绝缘状态以及系统电压相同，那么可得直流供电具备更优的供电效能。

相比于交流的传统配电网模式，直流配电网也体现为更优的综合效能。具体来讲，直流供电系统本身包含更大的供电总容量以及更优的输电质量，同时也能在源头上减低供电损耗并且显著提升了供电效率。在目前阶段中，运用直流供电更加有助于可再生能源的全方位利用，因此也体现了直流供电独有的系统供电优势。针对负荷端而言，如果选择了交流输电模式那么有必要将其纳入整流变换的环节中，因而将会耗费较多的直流电。与之相比，直流配电网针对整流逆变能够予以适度简化，在此前提下体现为更优的电能节约实效性。

但从现状来看，有关部门并没能全面关注直流供电模式的优化与改进，而与之有关的各项研究也是相对较少的。因此在现阶段的具体适用中，针对交流以及直流的两类供电网络仍需予以综合性的对比，然后才能归纳出两类供电模式各自具备的优势以及弊病。依照节能降损的基本宗旨，在全面约束线损的前提下，针对直流供电系统着眼于全方位的改进。

二、创建直流供电模型

对于整个电网而言，供电能力表明了最大的线路供电限度，此种供电能力必须建立于用户需求以及安全用电的宗旨之上。与此同时，针对供电能力应当将其限定于适当限度内，其在根本上决定于当前现有的系统输电距离与负荷量。通常情形下，对于整个系统现有的输电距离与负荷矩都可以用来表征供电能力。具体在创建直流供电模型时，应当将其分成如下的建模方式：

（一）关于线路功率的模型

具体在设计交流电路时，关键在于电压降损耗的全面考虑，进而设计出符合特定指标的交流线路。与之相比，如果要优化设计直流的供电线路，那么在上述前提下有必要兼顾其中的功率损耗。因此在创建模型时，针对单极性状态中的线路功率损耗应当将其纳入线路长度以及功率损耗的相互关系中；如果涉及到直流的双极性供电，则应当关注于线路长度以及线损之间的内在关联性。

（二）关于电压降的模型

在某些情形下，如果要算出系统在特定时间段表现出来的功率数值、系统输电距离、功率因数与其他指标，那么有必要将其建立于电压降的前提下。也就是说，创建模型涉及到的约束条件就在于电压降。具体在构建模型时，还需将其详细分成双极性、单极性与交流输电的不同种类，因地制宜开展与之有关的供电分析。在现阶段的具体运用中，对于负荷沿线路应当将其归入不同类型中，其中典型性的负荷分布形态为均匀性的沿线路分布、不规则的沿线路分布、递减性以及递增性的等差分布等。

例如针对交流线路而言，如果线路末端聚集了集中性的线路负载，那么在计算其中的线路压降时应当关注于线路长度、输送功率、线路电阻、功率因数角以及单位的线路长度电感等要素。在这其中，关键在于运算其中的线路负载与线路电流。具体在计算其中的双极性与单极性电路时，通常来讲都要将其纳入特定的供电模式中，然后才能给出与之有关的末端线路压降。例如针对双极性供电来讲，对其应当设计为电压中点的特殊接地方式。如果线路末端集中了较多的线路负荷，则应当更多关注于负荷矩与电压损耗的内在联系。

三、计算供电能力

从当前现状来看，较多地区尚未着眼于推广新型的直流供电体系，而与之有关的电压等级以及其他各项指标也并没能获得全方位的确认。由此可见，针对直流供电如果要确定其中涉及到的多层次电压等级，那么仍需参照交流供电。具体来讲，交流供电中的峰值电压应当被视为直流供电现有的电压等级标准，其中包含了双极性与单极性的两类不同供电电压。在目前阶段中，针对交流配电网一般而言能够将其分成10kV至25kV的各个电压等级，而与之有关的直流单极性电压则包含了14kV至35kV的不同等级。除此以外，针对直流供电体系有必要将其设计为7kV至17.5kV的各个电压等级。

交流配电网本身应当能够达到最低限度的供电质量，直流供电也要符合上述的基本质量指标。具体在涉及到三相交流供电时，应当将其限制于7%或者更低的准许电压偏差。相比于额定值而言，系统电压偏差至多不应当超出上述比例。与此同时，对于整个配网应当设定为0.9的功率因数。如果将交流配网转变成直流供电，则有必要限定于7%以内的电压降条件，但是针对功率因数可以予以忽视。在此前提下，通过运算就可以归纳得出整个供电网现有的电压降条件，其中涉及到双极性与单极性的不同直流供电模式，其分别对应着特定的供电距离与负荷矩等要素。

结束语

经过上述分析，可以得知直流供电系统整体上优于其他种类的供电系统，同时也体现为多层次的系统供电优势。截至目前，有关部门及其技术人员正在更多着眼于探析直流供电能力的优化与改进举措，确保其能够服务于直流供电网的逐步健全。但是不应忽视，直流供电系统在现阶段尚未真正达到健全，其中仍然暴露了多种多样的弊病与缺陷。因此在该领域的未来实践中，技术人员仍需着眼于归纳直流供电有关的珍贵经验，在此前提下运用多样化与综合性的举措来改进现有的直流供电性能。

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