中國儲能網(wǎng)訊：2017年4月24-26日，第七屆中國國際儲能大會在蘇州香格里拉酒店召開。大會期間，由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會和《供用電》雜志共同主辦、南京國臣信息自動化技術有限公司和ABB（中國）有限公司支持的“直流配電與儲能專場”于25日下午成功舉辦。會議有幸邀請到了九位專家分享最新研究成果，吸引了來自全國各地的500多位科研人員和技術人員參加。會議主要內(nèi)容如下：
南京國臣信息自動化技術有限公司董事長 陳文波（主持人）
陳文波：尊敬的各位來賓，女士們、先生們：大家下午好！歡迎大家光臨第七屆中國國際儲能大會的“直流配電與儲能專場”技術研討會。大家都知道近十年特別是近五年國際上關于直流供配電研究日趨火爆，中國在中低壓直流配電的研究上也成果顯著。去年第一中低壓直流配電標委會成立，2016年頒布了第一個直流電壓等級的標準，同時中國中低壓直流配電電壓等級的國標也快公布了。大家都知道直流與儲能的關系是相輔相成又互為驅(qū)動，儲能是直流的重要驅(qū)動力同時直流也是儲能行業(yè)的重要驅(qū)動力。今天有幸邀請了9位標委會的顧問和委員為大家準備了9個報告，希望大家都能不虛此行。首先邀請馬釗博士做第一個發(fā)言。
馬釗：中低壓直流配用電國際研究新動向
CIGRE C6專委會中國和亞太區(qū)主席、國家“千人計劃”特聘專家馬釗
馬釗：非常感謝陳總的介紹，時間比較緊我抓緊時間講。根據(jù)大會給我的主題，我的命題主要是講標準，所以今天可能主要講現(xiàn)有三個國際著名的標準組織關于直流配電和用電的標準發(fā)展情況。我的報告基本上就這四個內(nèi)容，前面關于直流為什么要搞直流今天大家也聽了好多了，我就不多說了。關于背景，為什么我們要搞直流？直流100多年的爭議、爭辯我們都不說了，但是目前為什么要搞直流？主要是四個大的方面。第一個在電源側(cè)有高滲透率、可分布式的電源。在負荷側(cè)越來越多的電動汽車直流負荷、儲能裝置等等都是直流的。第三個不斷增長的電能需求和電能質(zhì)量要求，大家也知道我們和銀行里都是直流用電，可靠性非常之高。第四個是新的思維、新的理念，新的技術給我們電力系統(tǒng)帶來了很大的沖擊，對能源系統(tǒng)有很大的要求。怎么樣能完成這些越來越多的、越來越高的要求呢？在電源不確定性的能量流也就是可分布式電源不確定性在電源側(cè)，在負荷側(cè)也是有很不確定的因素。但是不管怎么講相對可以可控，這樣子電源側(cè)和負荷側(cè)雙側(cè)的不確定性就要求電網(wǎng)能夠把電源和負荷平衡起來，這樣就給電力系統(tǒng)、電網(wǎng)提出了更高的要求，我們傳統(tǒng)的能源設計理念和思想都受到了很大的沖擊，必須要又重新的跨越式結(jié)構(gòu)的思想來變，這樣新一代綜合能源系統(tǒng)也就是基于CPS能源互聯(lián)網(wǎng)，當然名字現(xiàn)在叫的很多，我簡單說到新一代綜合能源系統(tǒng)引起了學術界和行業(yè)的關注，在這個新型能源系統(tǒng)里面直流配電和直流用電將是非常熱門的方向。
為什么要采取DC？今天上午在別的會場聽講了好多，主要就是源、網(wǎng)、荷、儲這四個方面再加上新技術和電池質(zhì)量的不斷提高等等給直流配電、直流用電提供了一個新的大的市場，這就是為什么要做直流配電。要做直流配電和用電當然最主要的就是電力電子設備，而電力電子設備現(xiàn)在成為整個社會重要的組成部分，這邊列了9個當然不是全部的，可以看看從工業(yè)自動化到私人安全系統(tǒng)等等都是用直流的，而這個直流現(xiàn)在的發(fā)展也是從低電量的水平一直到高電量。從電力電子設備已經(jīng)從設備的發(fā)展趨勢到集成，結(jié)構(gòu)也有模塊化的結(jié)構(gòu)，控制上多核的控制，而應用上面是多樣性的應用，所以電源和電壓水平不斷的擴大和提高，這樣對配電和用電提供了一個很好的設施基礎，因為這是設備?？傮w來講，在直流配電方面的應用主要的應用我這列了七個。第一個是海上風電的直流平臺，因為海上風電差不多都是33千伏比較多的，現(xiàn)在國外西門子做了一個33千伏海上風電平臺用的設備和設施都是電力電子的，比傳統(tǒng)的體積、重量和造價都降低30%-50%。第二個是陸地上可再生能源交直流系統(tǒng)大家知道我們有好多大型風電和太陽能都是可以在直流中壓等級接入，比如說張北就有中央直流。還有企業(yè)數(shù)據(jù)中心直流供電、小區(qū)樓宇的直流供電，還有艦船的直流供電系統(tǒng)，這個在國際上用了好多年了。還有一個是電動汽車直流配電方案，為什么專門把這個說出來？因為我們現(xiàn)在有的地方已經(jīng)專門在研究含電動汽車的直流配電，和其他的網(wǎng)還沒連，當然作為過渡也可以作為一個研究的方向。還有就是交直流同線配電方案研究，國外在研究同桿同塔交直混合用，這個有很多的受益和好處。
簡單講AC在微電網(wǎng)里面DC現(xiàn)在用的很多，有三種。第一種是AC就是交流，DCDG左邊是AC和DC都可以，通過不同的轉(zhuǎn)換器DC和AC或者AC、DC、AC最后通過交流再到這里去，這是一種方式。第二種方式是DC還是同樣在電源側(cè)擁有各種交流直流儲能都有，通過不的轉(zhuǎn)換器最后都把它對接到DC，通過DC最后再到用戶去，這是第二種形式。第三種形式就是AC和DC都可以，這是目前在中壓領域的應用。這是DC在低壓領域的應用，我這簡單說了一個家用的直流系統(tǒng)，有的系統(tǒng)用的是低壓有的用的是中壓，艦船系統(tǒng)已經(jīng)很成熟了，后面我要講一個例子。
簡單的講一下世界范圍內(nèi)的MVDC的典型中壓直流配電項目，當然其實大家可以看得出，其實直流配電已經(jīng)開始的很糟了，這列的是1997年在瑞典有一個正負10千伏的MVDC-Link，實際上就是把兩個交流系統(tǒng)連起來。2000年在丹麥有一個正負九千伏7.2兆瓦的MVDC-Link。當然西門子有一個SIPLINK在德國有兩個項目。2014年開始研究就熱起來了，新的研究就越來越多了。2014年33千伏10個MVDC-Link在德國。2015年建了5千伏6×1兆瓦的這是最新的了，還有2015年的MVDC Technology Study專門研究市場和經(jīng)濟，直流配電市場和經(jīng)濟的情況。還有2015年直流在配電里面的應用。大家都可以看出來，從2014年開始到現(xiàn)在全球直流配電和直流用電的市場很火，這是簡單說一用意。第三個講講中國直流配電就是我今天要講的主要關于國際標準的動向。這張圖是IEC系統(tǒng)的標準化規(guī)則，可能多數(shù)人不太清楚，我家但介紹一下它有三層組織。第一個是IEC戰(zhàn)略工作組，戰(zhàn)略工作組下面有一些系統(tǒng)評估組先做前期的研究看標準應該怎么建，能不能設立工作組建。第三層就是IEC系統(tǒng)委員會這是新成立的，2014年才開始有的，現(xiàn)在LVDC已經(jīng)到這個程度了，有一個SyC關于低壓的，中壓的現(xiàn)在還在前面，在AC的系統(tǒng)夠工作組都沒有做但是在這里開始了。IEC最初成立了系統(tǒng)評估組，瑞典提出建立這么一個工作組有14個國家包括中國參加了工作組，工作組的范圍主要就是研究1500V及以下直流用電就是低壓直流的狀況，市場信息、安全等等的。工作的目標就是建立LVDC配電系統(tǒng)相關的技術標準協(xié)調(diào)策略和組織，第二個適當?shù)慕y(tǒng)一和協(xié)調(diào)所有相關的研究機構(gòu)中的活動，因為現(xiàn)在各個國家不同的學術組織都在做這個事情，想統(tǒng)一起來作為國際標準大家都統(tǒng)一用一個標準，這是最主要的目標。第三點就是配電系統(tǒng)特殊危險的防護性，有什么特殊性和傳統(tǒng)的有什么不一樣，這是要研究的第三個。第四個是直流系統(tǒng)對于現(xiàn)有標準系統(tǒng)的影響，這是在直流的低壓工作組。工作成果從2009年開始今年下個月要在肯尼亞開最后一次會議，也是SyC的第一次會議，系統(tǒng)評估小組的工作結(jié)束了進入到下一步就是SyC做LVDC標準委員會成立了，這是大體的情況。
SEG4的評價工作組分為6個子工作組。第一個工作組是現(xiàn)狀、標準和標準化，到底目前是什么狀況。第二個是利益相關者的評估與參與，就是什么人關心著LVDC，怎么樣評估這個工作。第三個是市場的評估，市場評估現(xiàn)在和未來的市場特別是未來的市場有什么發(fā)展趨勢。第四個是電壓等級的調(diào)查和合理化，現(xiàn)在直流基本上是每個國家甚至于每個項目電壓的維度都不太一樣，怎么樣能把它標準化統(tǒng)一了這是第四部分工作。第五部分工作就是安全數(shù)據(jù)調(diào)查和合理化，就是直流和交流不同的地方，技術上有什么不同、安全性上怎么樣要求合理。第六個是通過LVDC提高電力普及應用，其實這個最主要的就是聯(lián)合國有一個專門關于扶植無電區(qū)域國家的政策還有一個世界銀行有一筆貸款專門研究對無電的，怎么樣讓大家都能用上電，這是6個工作組的分布。研究狀況和未來的發(fā)展大家可以看一看，我就不具體展開說了。但是最主要的我就把第六工作組的結(jié)果說了一下，大家可以看全球?qū)⒔?3億的人還無法使用電，而LVDC可以更高效利用分布式發(fā)電能源是電力普及應用的解決方案之一。也就是說，低壓直流和儲能結(jié)合起來在無電區(qū)域就可以達到電能的自給自用，而不是說為了邊遠地區(qū)好多甚至于幾十公里、幾百公里拉過去只有很小的電，這樣的話造價就很高了。我們?nèi)绻每煞植际降墓夥逶偌由辖裉熳龅淖钪饕懻摰膬δ芫鸵冗@個經(jīng)濟效益更高，這是得出最主要的結(jié)論。也就是說為什么他能夠發(fā)展到下一步最主要的原因。這是SEG4的工作成果，未來的主要是要考慮系統(tǒng)安全性、可靠性、模塊化升級，尤其是說怎么樣能做成我們所說的示范工程，但是這個示范工程是真正100%要求的示范工程，也就是說我這做一個示范工程可以復制，這家的系統(tǒng)可以復制到鄰居、可以復制到非洲好多國家或者一個小區(qū)域的可以復制，這是最主要的。還有主要是可行的應用模式包括最終的直流發(fā)電、微電網(wǎng)、智能樓宇低成本的PV和LED模式等等，這是應用場景的事。還有就是應引導政策對LVDC用于電力普及應用的支持，促進技術的快速應用，這一點上CIGRE已經(jīng)做到了，IEC已經(jīng)做到了，聯(lián)合國專門有一筆資金就是做這個幫扶支持貧困無電區(qū)的，世界銀行也有一筆貸款專門做這個。這個就是標準的制定，這也是我們今天要說的最主要的原因，如果我們標準不先行而各個地方遍地開花的話最后這個事情也是非常難做的。舉一個非常簡單的例子像當年看錄像，日本有自己的體系歐洲游自己的體系，結(jié)果兩個體系拿過來看不了得拿兩種錄像，經(jīng)濟性就沒有了?，F(xiàn)在做標準是非常及時的了。后續(xù)的工作就是我剛才說的已經(jīng)完成了所有的預期計劃，5月23號和24號在肯尼亞開最后一次會議，也是SyC的第一次會議。LVDC低壓直流現(xiàn)在基本上按現(xiàn)在的計劃有三個工作組。第一個是市場和應用場景研究，第二個是現(xiàn)在和其他的標準怎么樣融合、怎么樣結(jié)合、怎么樣能夠做成能夠?qū)嵤┑目尚袠藴?，還有就是LVDC的標準和安全，這是IEC所做的工作。下一步的工作安排剛才也簡單的說了，關鍵就是制定電力普及應用相關設備的要求，在前面說的基礎上，統(tǒng)一一個標準體系這樣的話將來大家都有一個全世界都公認的IEC標準。第二個講一講IEEE這是美國的標準，基本上北美都用他的標準，但是因為這個在好多國家有它的分支辦公室因為HBE有很多，所以好多國家也很參照它。其實我們國家雖然是要定但是這幾年對于它的標準應用也很多。IEC這特別提的是關于LVDC2014年和印度有一個合作，主持召開了印度的低電壓直流論壇，其實LVDC是由印度國家委員會提出來要做的標準，印度大家也知道無電居多而且也是想用太陽能、風能、分布式資源結(jié)合起來做分布式的也是一個局域性的網(wǎng)，所以他們做的比較早，他們也和HBE聯(lián)合起來，HBE給他們很多支持，所以在這方面的合作比較多。其實IEC也知道就是想把IEC和HBE結(jié)合起來一起做，這是關于HBE的標準。這是HBE美國的標準是1000伏到35千伏的中壓直流配電系統(tǒng)，這個標準已經(jīng)發(fā)表了七年了，2010年正式發(fā)布，這里面沒有針對三千伏以上配電系統(tǒng)的標準主要參考的是國際傳級社協(xié)會的標準，但是在這個標準的基礎上他們對電壓的序列、對直流配電系統(tǒng)的設計原則、保護、控制等等有比較詳細的標準。比如說這個表就是關于電壓等級的劃分，當然這個我們現(xiàn)在也正在討論，就是CIGRE工作組里面也有好多個國家，當然每一個國家都有自己的想法要統(tǒng)一起來做大家都比較認可的體系還是比較困難的。我們開了四次會議三次討論這個事情，不管怎么講最后達成大家都比較認可的體這是一個標準關于電壓等級的劃分。
第二個是他們有一個Proposed就是中壓直流的標準，這個為什么重要呢？這是配額的問題。你定了系統(tǒng)的電壓標準系列那試驗的標準就這么做，這是大家可以看到的。第三個就是關于第三大國際組織就是CIGRE國際大電網(wǎng)，顧名思義說大電將近100多年歷史，但是配電是從智能電網(wǎng)概念出來做智能電網(wǎng)以后其實國際上智能電網(wǎng)主要的工作范圍、主要工作都是在配電。所以是2002年才成立的SC6就是配電系統(tǒng)及分布式發(fā)電的專委會，而這個專委會從2002年成立以來到現(xiàn)在2016年的年會上和2014年的年會上已經(jīng)開始統(tǒng)計所有的工作組配電工作組已經(jīng)占了CIGRE50%以上，也就足以說明世界上錢都在哪花著、研究的重點在哪、熱點在哪，我2015年7月份代表國家提出的在CIGRE成立一個關于中壓直流配電可行性研究，當時的想法就是說看到這個勢頭在做，也不知道全世界會是怎么一個反應，先做做可行性研究，所以這個也很快就得到CIGRE的認可批準了，批準這次列了一些參加的單位?？傮w來講現(xiàn)在委員大家都可以看出來一共是將近35個成員，亞洲有11個，北美7個，南非2個歐洲16個，從這可以看得出來主要的就是歐洲和亞洲，還有我們對36位會員也做了統(tǒng)計，活躍的有22個，不太活躍的有十幾個。從人員分布上來講制造行業(yè)占16，配電運營商相對比較少，大學的很踴躍，研究機構(gòu)有5個，這是關于CIGRE工作組。這是一些詳細信息，我就不說了。
目的主要由四個。第一個就是從全球的視野看直流配電研究進展與方向，研究直流中壓配電網(wǎng)的需求和可行性。第二個目的進行全球調(diào)研重點調(diào)研中壓直流電的驅(qū)動力、政策、策略和規(guī)劃，研究直流配電網(wǎng)絡的典型架構(gòu)和應用場景，到底什么情況下用中壓直流這是第二個問題。第三個問題是總結(jié)回顧到目前為止全世界已經(jīng)開展的和正在開展里程碑式事件性的直流配電工程，這樣的話嚴格直流電壓配電等級系列，已經(jīng)有的項目有什么經(jīng)驗、有什么可以學習和借鑒的、有什么可以注意的。第四個研究是研究MVDC對MVAC電網(wǎng)擴建的操作和動力。當然現(xiàn)在我們說直流配電不可能一夜之間就搞成一個直流配網(wǎng)交流配網(wǎng)就沒有了肯定是一個非常強的過程，但是在這個過程當中是在現(xiàn)有的基礎上我們做直流，所以交直流混合有相當長的時間。最后簡單兩個目的，就是我們最后要按照CIGRE的要求寫出一個技術報告，技術報告一般一二百頁，我們的目標就是想把它做成大家以后要做直流配電首先第一個要參考的技術報告，這是我們的目標。
我們已經(jīng)開了四次會議了，具體部再詳述了。我們的初稿有這么五個章節(jié)，第一個是全球能源需求的調(diào)研。第二章是目前到什么狀況。第三個就是為什么要發(fā)展、什么好處要做中壓直流配電。第四個就是在什么情況下要用MVDC，什么狀況下和交直流混合。第五個就是技術上有什么要求，對中壓直流的配電網(wǎng)未來有什么特征，這是報告的五個大部分。具體的就不再說了，簡單的說一下第一個驅(qū)動力，因為全球調(diào)研所以我們現(xiàn)在也掌握了全世界大家都怎么看待直流配電。
這一章我簡單說一下，我們的問卷有154個問題，15個讓大家看看驅(qū)動力到底是什么。規(guī)劃有53個問題，在直流配電網(wǎng)關鍵技術有34個問題，在里程碑事件里有52個問題，基本上現(xiàn)在報告也都出來了。計劃是1月5日完成技術報告的草案但是我們稍微有點滯后，總體來講5月份29-30日在都柏林開第四次會議，基本上初稿出來，計劃今年年底完成第三版，這是目前三個標準委員會的狀況。
最后發(fā)展趨勢簡單講一下，未來能源系統(tǒng)將是大量高新技術的集成體，我個人認為能源的開發(fā)方式從集中到分散，分散和集中相結(jié)合，集中生產(chǎn)與分布式生產(chǎn)相并重的大方向發(fā)展，不可能是大的發(fā)電廠也不可能是不要大電廠我們做小的應該是相輔相成的。第二個可再生能源將會逐步成為電網(wǎng)中的主要一次能源來源，是逐步不是一蹴而成，煤電場現(xiàn)在不可能沒有。剛剛看到一個微信英國的朋友發(fā)過來上個周五發(fā)布了全世界第一個用煤的國家首次用燃煤電廠，上個周五24小時沒有用煤第一次，以前只有19個小時，也就是說決心也很大，煤逐步會減但是也不會一下子沒有，這是我的觀點。還有就是用戶有雙重模式，不是單純的用戶可以發(fā)電可以由家用電源。再一個大電網(wǎng)和局域電網(wǎng)、微電網(wǎng)是最主要的還有交直流混合長期的運行方式還有靈活性、高可靠性提高的主動配電系統(tǒng)和差異性服務的系統(tǒng)是我們未來發(fā)展主要的大趨勢，在這種趨勢下還有第六個就是物理電網(wǎng)的信息系統(tǒng)，物理信息系統(tǒng)將是一個非常醒目的時代標簽。第七個便于集成數(shù)量眾多的模式各異的電動汽車充放電設備與交通網(wǎng)互聯(lián)，這也是一個大的趨勢。第八點新型儲能系統(tǒng)，因為大家知道現(xiàn)在它是一個瓶頸，如果我們不把這個問題解決了可再生能源的發(fā)展就不會大大的發(fā)展。還有傳統(tǒng)的體系將會向綜合能源體系發(fā)展，這是大家看得到的，不是說電網(wǎng)只是一個配電網(wǎng)有電源、電網(wǎng)也有負荷和儲能，所以是一個系統(tǒng)。最后一個就是綜合能源體系，就是剛才說的能源的結(jié)構(gòu)要生態(tài)化，產(chǎn)能用能一體化，資源配置高效化這樣就是目前我們都在努力做的新一代綜合能源系統(tǒng)。
直流配電到目前來講還僅僅是初步的階段，當然全世界都很重視。但是規(guī)劃設計、調(diào)度、保護、關鍵設備、經(jīng)濟分析還有大量的功課需要做，當然我們的儲能在這個區(qū)域起了舉足輕重的作用。如果儲能做的好綜合能源系統(tǒng)就發(fā)展的快，所以這也是我們呼吁做儲能的同志們加把勁做一些新的設備，咱們綜合能源系統(tǒng)發(fā)展速度就會更快。技術方向我就不再說了，后邊你們專門搞技術的同志都會講的，但是我簡單講規(guī)劃仿真技術、調(diào)度控制技術、保護技術、能量管理系統(tǒng)、設備這幾個大的方面，市場還是很大的，如果我們有興趣做這些事情每一個細點做下去都是很有前途的。
最后想講一講電力電子設備與器件研究要抓緊，因為一旦電力電子設備器件的性能決定了拓撲的結(jié)構(gòu)，拓撲的結(jié)構(gòu)決定了一代設備形態(tài)，設備形態(tài)決定了一代電網(wǎng)發(fā)展水平。所以器件是基礎，做電子器件研究要下大功夫。也有人講物理層面電網(wǎng)從剛性演變成柔性的了，目前用的以鋼材為主的電網(wǎng)將會演變成半導體電網(wǎng)就是電子化了這是一種發(fā)展趨勢，當然有多種就是大家共同努力?？茖W層面就是說電力電子我剛才說了這么多設備、這么多新的東西尤其是展開的特性和交流完全不一樣，所以我們現(xiàn)在要做科學層面要好好的研究特性，研究好才能研究怎么樣和交流系統(tǒng)保護。還有技術層面我們現(xiàn)在好多模擬，程序里面也都是半理想的狀態(tài)，而要做成一個集總參數(shù)和PWM調(diào)制信號為主的這樣就把理想開關特性和雜散參數(shù)設計結(jié)合起來，這樣才能真正深入的研究保護控制調(diào)度，這是一點個人的看法。謝謝大家。
侯義明：T／CEC 107-2016直流配電電壓
中國電力科學研究院教授級高工侯義明
侯義明：非常感謝，這次來給大家做《直流配電電壓等級》標準的介紹，剛才馬釗博士已經(jīng)介紹了直流配電的發(fā)展情況。實際上我們這個標準叫團體標準，陳總已經(jīng)講了我們有一個國家標準是我和電工所一起做的就是中低壓直流配電標準，這是國家標準。但是這個標準我們已經(jīng)寫了三年了，到現(xiàn)在還沒有發(fā)布。我們的標準慢再一個就是軟，還有就是散，這是國家標準存在的問題。2015年2月份李克強總理主持國務院常務會議里提出來“要推動中國經(jīng)濟邁向中高端水平，提高產(chǎn)品和服務標準是關鍵。”所以加強標準的改革，專門解決標準的軟和水平低，軟、亂和水平低的情況，提升產(chǎn)品的服務競爭力激活市場活力、推動經(jīng)濟提質(zhì)增效，所以我們標準又提出來搞團體建設，我們建設團體標準以后直流標準用了一年就發(fā)布了。我們標準一直是延續(xù)著蘇聯(lián)的標準，就是軍事計劃經(jīng)濟下的標準，標準一發(fā)布就是技術法規(guī)，雖然1998年發(fā)布了標準化法但是也是依據(jù)的但是還是沿襲著國家統(tǒng)一的標準，這樣的話這個標準帶來了很大的一個權(quán)力格局的色彩，企業(yè)還是處于一個被動、捱打、受罰的支配地位，缺少話語權(quán)。只有我們國家在搞一些集權(quán)制下的標準，我們現(xiàn)在搞這個團體標準就是一種非?；钴S、非常貼近市場需求的準。旨在需要定義國家標準的時候由國家認可這個標準加以確定，以后政府部門減少對一些先進性、具有創(chuàng)新性的東西不去制定標準，只靠標準法規(guī)法律來制定，這是我們做團體標準的要求。我這次介紹的這個標準就是團體標準。
所以團體標準有一個行為指南，主要有這三個方面；第一個是在管理方面完全注重公開、公平、透明、協(xié)商一致的原則，強調(diào)吸納利益相關方的廣泛參與，制定完善的專利版權(quán)政策。所以這里面我們這個團體標準可以吸納利益相關者來積極參與，以前我也經(jīng)常做標準，就發(fā)現(xiàn)很多標準都是被一些權(quán)利部門為自己的利益設置門檻。所以我們的團體標準應該本著公開公平透明的方式。第二個是發(fā)布一些程序，從起草、立項一直到發(fā)布都由感興趣的利益相關方參與。第三個是鼓勵團體標準嚴于國家標準，團體標準應該由利益相關方根據(jù)技術水平的發(fā)展提出相關的標準，把國家標準作為一個最低要求，所以我們的團體標準要嚴于國家標準。
我們今天介紹的這個標準就是中國電力聯(lián)合會起草的，由我們電科院、電工所一起起草的一個標準。這個標準的作用就是促進直流配電的發(fā)展。因為前一段時間寫過很多分布式電源的標準，就是發(fā)現(xiàn)我們在直流側(cè)直流電壓等級太多、太亂。比如說我們有直流200V、100V、300V、600V、1000V，每一個等級都有。我以前專門做過一個課題，我們叫做優(yōu)化電壓序列、簡化電壓層級，每個電壓等級不能太多，太多就有一個電壓轉(zhuǎn)換的過程，只要電壓轉(zhuǎn)換就要有損耗。所以我們將來做直流配電的時候必須對直流電壓等級做優(yōu)化設計。
直流配電是需要和交流電共生發(fā)展，其自身發(fā)展方向也是多級直流配電王的相互配合的模式，交流配電工程和設備生產(chǎn)需要直流標準來入手，先把電壓等級確定了，我們才能依據(jù)電壓等級生產(chǎn)相應的直流設備，才能建立相應電壓等級的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。如果沒有這個電壓等級，每家都有不同的等級，這樣廠家生產(chǎn)的直流設備種類就太多了。所以我們通過出臺《直流配電電壓導則》對直流配電的電壓等級范圍進行明確，對直流配電的電壓序列和配電容量進行規(guī)范。這個標準是2016年第一批立項到2016年底就發(fā)布了，這就是我們團體標準的優(yōu)越性。我們寫的國家標準中低壓直流配電，我們2015年就立項了，到現(xiàn)在我們中期會議還沒有結(jié)束。
我們8月份召開了第一次會議，8月15號就討論大綱，到10月份就完成了送審稿的批準。當然這里面也不缺乏我們參照了國家標準的相關內(nèi)容，因為直流電壓的國家標準內(nèi)容我們也是主要參編單位。11月份就送了送審稿，到今年1月份正式發(fā)布的。這個標準的特點就是確定電壓選取的原則，綜合考慮現(xiàn)有交流電壓序列銜接，因為我們還沒有完全是直流的，所以我們的中低壓要有很多混合的地方，所以我們的電壓選取要考慮和現(xiàn)有交流電壓的銜接，要考慮新能源儲能和直流負荷的接入，軌道交通現(xiàn)存的直流配電電壓的設置以及我們當前技術發(fā)展水平和設備制造能力因素有針對性的分布電壓等級。所以我們給出了不同電壓等級的直流配電的傳輸容量。我們的電壓遵循的最高原則就是簡化電壓的層級、優(yōu)化電壓序列，不是說越多越好，也不是說越少越好，我們要優(yōu)化它。所以我們給出了一個標定值，同時一個推薦值還有我們相應的優(yōu)選值。所以這個標準總共分六個章節(jié)。
第一個，它的范圍就是規(guī)范了標準電壓的電壓等級和技術要求，規(guī)定了正負100KV及以下公共電網(wǎng)的直流配電，強調(diào)的是公共電網(wǎng)，不是我們的專用電網(wǎng)。我們強調(diào)的是公共電網(wǎng)的直流配電的規(guī)劃、設計、建設、運行，其他行業(yè)是參照執(zhí)行的。這里面是參照的一些相關標準，首先明確了直流配電是以直流形式向用戶分配電能的環(huán)節(jié)，強調(diào)是分配電能環(huán)節(jié)，不是我的用電環(huán)節(jié)。我們叫配網(wǎng)，不是用網(wǎng)。我們這只是給的一個標稱電壓，但是我們還有一個產(chǎn)品設備的額定電壓。我們還有就是定義了在相應電壓等級下直流持續(xù)傳輸?shù)墓β剩瑸槭裁匆?guī)定這個呢？規(guī)定了電壓等級就確定了這個電壓等級下所能傳輸?shù)娜萘?，持續(xù)傳輸?shù)?，不是瞬間傳輸。比如說很多人講我現(xiàn)在充電池幾秒鐘就可以充滿，但是我們要求的是這個電池容量是持續(xù)傳輸?shù)摹Ｋ晕覀冊谝话阋?guī)定里規(guī)定直流配電電壓等級應該堅持優(yōu)化電壓等級、簡化便壓層級的原則。直流電壓配電電壓的確定需要考慮和現(xiàn)有交流的電壓序列銜接，新能源和直流混合的接入。直流電壓等級的確定需要綜合考慮直流配電的應用范圍、傳輸容量、可靠性、安全性。直流電壓等級的確定要考慮輸送距離、絕緣配合以及技術發(fā)展和制造水平。最后我們給出了直流配電電壓等級，一部分我們叫中壓的電壓等級，我們給出了優(yōu)選值正負100KV、正負35、正負10、正負3。建議在未來新建的優(yōu)先選擇優(yōu)選值。同樣給出了低壓的正負1500V到正負110V直流標稱電壓，我們地鐵是正負1500V，所以我們把正負380、正負750作為優(yōu)選電壓等級，基于技術和經(jīng)濟的原因、特定應用場合還可以采用其他電壓等級。
這是正負100KV和正負3KV的直流配電傳輸容量，為什么我們要選用傳輸能量呢？這涉及到網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，涉及到我們網(wǎng)架配制。我們用戶廠家根據(jù)這個容量選擇設備、制造設備，在這個電壓等級下我們選擇這么大的容量，它的遮斷電流就用這個容量來選擇，這樣便于我們快速進入直流的選擇。不能說我們就是隨便想多大就多大，想多少規(guī)格就多少規(guī)格，這樣不便于標準化生產(chǎn)。我們一直在提倡設備標準化、產(chǎn)品序列化，所以我們提出了我們電壓等級也是優(yōu)化的序列和相對兼容的傳輸容量。這是我們相對的正負1500V、正負750V，我們這個容量是傳輸容量，長距離持續(xù)傳輸容量，不是瞬間的。我就講到這里，謝謝大家。
李蕊：中低壓直流配電關鍵技術及研究進展
中國電力科學研究院配電所高級工程師李蕊
李蕊：大家下午好，非常感謝會議主辦方給我這次機會能夠跟各位專家還有同仁在這里交流一下我們近些年來關于直流配電相關的一些研究進展和成果。我今天剛才也說到了，我們吳鳴博士因為有一些重要的事情，所以他也特意囑咐我說這里面有他的很多好朋友，要跟大家打一聲招呼。今天由我來給大家做一下介紹和報告。
我今天做的報告內(nèi)容是直流配電網(wǎng)規(guī)劃以及對交直流配電網(wǎng)的影響。首先背景介紹，簡單的講一下。我們電力技術的發(fā)展是從直流配電開始的，但是最早期的直流輸電是不經(jīng)過換流的所以就是發(fā)輸用都是由直流電來進行，但是隨著1831年發(fā)現(xiàn)電磁感應功率以后三項交流發(fā)電機、感應電動機以及變壓器的出現(xiàn)使電網(wǎng)能夠傳輸更遠的距離，然后供電能力也更加強，供電半徑更長，所以交流電凸顯了它的優(yōu)勢代替了直流電。但是在上世紀末直流隨著電力電子技術的發(fā)展大型換流器，比如說電力電子電壓器的出現(xiàn)能夠使直流電重新體現(xiàn)了它的優(yōu)勢，又成為了近些年來的研究熱點。這是剛才馬釗博士提到的ICEG4低壓直流配電報告里面的關于低壓也不光是低壓直流，就是直流配電的應用不同電壓等級、不同應用場景可以看到。高壓也是在125千伏以上是在直流輸電的電壓等級，下面就是跟我們剛才定的正負100千伏及以下國際上比較認可是中壓直流配電電壓等級的研究領域。可以看到比較高的就是3000伏像1.5千伏以下的軌道交通的還有用的比較多的，就是航空航天270伏還有400伏比較多的數(shù)據(jù)中心，再低的就是像我們的充電樁、電動汽車以及48伏用得比較多的通信系統(tǒng)，還有再下面就是LOD燈以及筆記本電腦這些。
現(xiàn)在國際上已經(jīng)有了很多工程應用是HVDC高壓直流輸電以及LVDC直流微電網(wǎng)以及交直流混合微電網(wǎng)，現(xiàn)在不管是國內(nèi)還是國外都已經(jīng)建了很多的示范工程。至于MVDC這塊是國內(nèi)國外非常熱的觀點，但是關于MVDC中壓直流配電是否要大力的推廣以及它未來的前景怎么樣，我們也是正在積極的推動以及研究過程當中。應該說是作為HVDC和LVDC連接的紐帶是勢在必行的，而且以后未來交直協(xié)調(diào)發(fā)展我認為也應該是未來電網(wǎng)比較好的生態(tài)形式。關于直流配電網(wǎng)的優(yōu)越性大家知道的很多，最主要是可以連接直流負荷而且供電能力、可靠性和電能質(zhì)量方面是很有優(yōu)勢的。在未來如果在保護控制以及相關設備還有造價上能夠有新的突破的話，未來的直流配電發(fā)展還是非常有前景的。國內(nèi)外按照現(xiàn)狀方面我們國家關于中壓直流配電方面的發(fā)展還是比國外的要稍微起步的晚一些，我們可以看到國家的現(xiàn)有中壓直流配電還是主要應用在已有的行業(yè)上，比如說電力系統(tǒng)里面用在變電站、船舶以及城市軌道交通，但是國外像德國、瑞典、芬蘭都有一些實際的工程。包括在設備方面，我們也看到了很多，現(xiàn)在我們也在積極的快馬加鞭的在這個領域追上國外，國家電網(wǎng)公司也投入了很多，每年都有很好的研究課題支撐我們往這個方向走。
這是我們做的第一個直流配電方面的課題，把一些結(jié)論在這里簡單跟大家分享一下。首先中壓直流配電的應用場景是中壓直流配電未來是否能夠發(fā)展最重要的驅(qū)動力，我們可以看到10千伏電壓等級的直流配電及以上中壓的不僅僅是10千伏，就是說電壓等級序列的應用場景主要是海上可再生能源匯集、城市負荷中心有一些可以用直流代替交流進行直接的改造，然后城市復合中心因為廊道緊張、資源緊張所以用直流再進行供電的話傳輸能力比較大，所以這也是一個很好的應用場景。還有就是像軌道交通比較傳統(tǒng)的了，可以有利于軌道交通變速和航運船舶在港口停留的時候直流配電進行對聯(lián)可以使兩個完全獨立的系統(tǒng)進行非獨立運行。這是電壓等級序列，剛才侯教授給我們詳細講解了中壓直流配電電壓等級序列的標準，這個序列完全是侯教授帶領我們做的標準，當時標準里面只給了電壓等級和配電傳輸容量，在這個基礎上我們其實還做了更多的工作，把負荷率設在60%的情況下給出了一個推薦的空間距離，這塊沒有在標準里面給出也是基于研究的結(jié)果，但是對直流配電工程的設計和規(guī)劃階段實際上傳輸容量和供電距離以及電壓等級都非常重要，所以我在這里面也給大家出了一些，大家可以有一個參考。
這是直流典型的接線方式，因為直流和交流是不一樣的，所以接線方式主要是單機型和雙機型但是也有很多高壓直流特別是柔性直流輸電還出現(xiàn)了偽雙極這些接線方式的說法，中壓直流配電在直流因為我們對造價的要求也是比較高的，所以我們也在論證中壓直流配電是應該采用雙極直流運行方式還是采用單極的形式。這是典型的脫鋪結(jié)構(gòu)，其實直流配電的脫鋪結(jié)構(gòu)發(fā)展我覺得應該跟交流發(fā)展的階段是一樣的，可以看到我們設想的主要是輻射型還有兩端型還有多端型，在交流發(fā)展過程中首先是一個發(fā)電廠對一個負荷這是單典型的，接著發(fā)展出來的就是一個發(fā)電廠對多個負荷，再進一步可能多個發(fā)電廠對一個負荷，再進一步可能是多個發(fā)電廠對多個負荷。直流配電應該是跟交流配電的網(wǎng)絡發(fā)展趨勢應該是比較近似的，最早的應該是輻射狀的，在輻射狀的基礎上為了可靠性的提高可能有兩端型的，再進一步像現(xiàn)在我們已經(jīng)有包括國家項目大家都在積極的研究多端直流網(wǎng)絡，針對上面三種拓撲結(jié)構(gòu)做了可靠性的評估和計算，在相同符合密度下三種拓撲結(jié)構(gòu)中輻射式的直流接線供電可靠率是最低的，多端是其次的，兩端型的可靠性反而是最差一些的。還有它的造價問題，輻射的肯定是最低的，其次也是第二個還是多端的形式，兩端的因為在配電里面供電距離越長所能帶的負荷越多肯定它的經(jīng)濟性是最好的，但是兩端型的肯定沒有多端型所能帶過來的負荷多，所以說兩端型的經(jīng)濟性反而沒有多端的高，這是直流配電的控制。直流配電優(yōu)勢也是比較靈活，可控性比較強，現(xiàn)在目前來講主要用到的控制策略還是主從式和下垂式。這是供電能力的分析，這也是大家比較關心的一點直流配電的供電能力到底比交流配電高多少，我們也算了一下直流單極線路的供電能力實際上是比交流三條線供電能力要低一些，但是單極畢竟是一條線，然后雙極線路的供電能力是要高的，兩條線要高于三條線，所以直流配電的供電能力還是很有優(yōu)勢的。傳輸距離比較長同時傳輸功率比較大。直流配電的電能質(zhì)量還是比較高的，確實是比較好的一點，而且交流配電因為中間有一個換流器也起到了一定的濾波作用，在交流系統(tǒng)里面電能質(zhì)量問題對直流系統(tǒng)的電能質(zhì)量影響不大，這是我們做仿真的時候交流系統(tǒng)對直流系統(tǒng)的電能質(zhì)量有一點小的影響。這是分布電源接入的影響，實際上我們分析的差不太多，把分布式電源接入直流系統(tǒng)里面DG容量越大電流也越大，對接入電位置的電壓有明顯的抬升作用。還有一塊就是直流能效的評估，直流肯定是比較節(jié)能，但是節(jié)能這一塊能效最高最體現(xiàn)優(yōu)勢還是線路的能效以及負荷這一塊的，設備的能效因為換流器的方式比較復雜涉及很多電力電子開關，所以損耗的計算和運行狀態(tài)還有容量有很大關系，這一塊也是一個難點，在評價起來也相對比較困難。
經(jīng)濟性分析因為我們國家正在建相關的直流配電工程，這是剛才馬釗老師提到CIGRE工作組報告里面研究的成果，這是國外APP公司提供的實際工程直流配電經(jīng)濟性分析，有兩個案例。這個案例實際上就是把交流系統(tǒng)用直流進行互聯(lián)了，藍色的是400千伏，黑色的是120千伏，綠色的是33千伏中間是由中壓直流配電對33千伏進行互聯(lián)，可以看到這個網(wǎng)絡實際上是把交流系統(tǒng)就是開環(huán)運行的像我們國家500千伏或者220千伏開環(huán)運行的C字型結(jié)構(gòu)由直流給它進行合環(huán)運行了，對這個系統(tǒng)進行分析右邊就是經(jīng)濟性，可以看到在某些情況下通過直流配電的改造經(jīng)濟性是優(yōu)于交流配電網(wǎng)的。這個也比較特點是海上風電送出的案例，它把1000兆瓦的風電廠功率外送然后與交流系統(tǒng)大電網(wǎng)進行互聯(lián)，他給出了五種方案，其中有傳統(tǒng)的風電交流系統(tǒng)電壓交流系統(tǒng)出來跟200千伏進行直接相連，還有通過HVDC跟直流風電匯集互聯(lián)，也有HVDC跟風電通過交流進行互聯(lián)，還有一個低頻AC和低頻風電33千伏進行互聯(lián)一共五種方案，但這五種方案進行測算下來以后其實就是第五種由MVDC正負60千伏和風電直流匯集以后直接互聯(lián)這種效益是最好的成本也是最低的，這個案例還是挺有意義的。
下面再跟大家分享一下我們正在進行的交直流混合系統(tǒng)影響的問題。直流系統(tǒng)進入交流系統(tǒng)，對交流系統(tǒng)會帶來哪些方面的影響這是國家電網(wǎng)公司也是大家特別關注的，除了電壓等級還有網(wǎng)價拓撲以外公司最關心的問題，這些會不會對我們現(xiàn)有的交流系統(tǒng)帶來影響。我們工作還在進行沒有做完，把我們現(xiàn)有工作的進展跟大家在這里分享一下。我們主要做了這些方面的工作，交直流電網(wǎng)之間可靠性的影響包括不同的直流方式對交流系統(tǒng)的影響，還有我們想給出直流配電網(wǎng)接入交流配電網(wǎng)的條件，還有相關運行的影響包括電能質(zhì)量、故障處理、運行控制以及穩(wěn)定性的問題。首先我們建了兩個典型的模型，一個是四端交流混入樹枝狀的模型，這是比較常規(guī)的。剛才說到了最初的單端一條線輻射慢慢的變成了三端網(wǎng)絡，再進一步發(fā)展有科盟負荷需求更大了就會出現(xiàn)四端的就是在丁字下面再有分枝出去，這是第一個拓撲。第二個是海上風電用的比較多的新能源季節(jié)用的比較多的四端網(wǎng)絡，基于以上兩個模型做了直流配電系統(tǒng)的接地研究了接地對可靠性的影響，短路電流以及過電壓，還有就是重點是在直流系統(tǒng)的接地方案包括交流側(cè)的接地方案、直流側(cè)的接地方案，交流側(cè)是否要接接地便壓器，直流側(cè)是否每一段都接地還是說部分接，部分接的話怎么接。這是我們簡單基于VSC建模的方式，我們討論了VSC的情況下是不接地還有直接接地還有經(jīng)電阻接地，所有換油站如果經(jīng)中心點全部經(jīng)電阻接地的時候?qū)收匣謴褪欠浅Ｓ欣?。黑色的那條線和粉色的線完全重疊了，粉的線是全部電阻接地的可以迅速使直流側(cè)的正負極電壓恢復平衡。紅色的是完全不接地，完全不能回到最初的正負10千伏情況，是回不去的。還有一個問題我們想做的是接入條件，直流配電系統(tǒng)接入交流配電系統(tǒng)想給一個判據(jù)，通過這個告訴你系統(tǒng)能不能接、是不是可以，一個是通過變流器的穩(wěn)定性問題我們想通過給出一個環(huán)流母線上過去交流系統(tǒng)的等效代阻抗是多大，我們也做了一個仿真就是說接入點阻抗比較大的情況下系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，對系統(tǒng)穩(wěn)定性有很大影響的。直流配電系統(tǒng)在啟動和故障恢復過程中是需要大量無功的，這是啟動時候?qū)o功的需求，可以看到啟動的時候?qū)o功需求還是比較大的，這是它的故障恢復，不同恢復的時間不一樣，恢復時間越長對無功需求越大，這是它的穩(wěn)定性問題，我們做了一個很簡單的換流器只有三個并網(wǎng)的時候可以看到阻抗也是不大系統(tǒng)也是穩(wěn)定的，但是在這種情況下多換流器并網(wǎng)的時候會產(chǎn)生振蕩。最后跟大家分享一下我們正在建的直流配電實驗室，我們的實驗室正在建，電壓等級來講是比較高的1.5千伏，我們打算采用正負750伏、正負7.5千伏的電壓等級是四端網(wǎng)絡，拓撲比較復雜是一個日字型的拓撲，在運行我們主要驗證控制它的運行方式，所以網(wǎng)絡拓撲設計的比較復雜，然后可以驗證各種各樣的接線方式的運行情況。如果大家感興趣也可以跟我們聯(lián)系，因為我們的實驗室正在建大家可以一起分享。我的介紹今天就到這里，最后祝大家2017年幸福美滿快樂，心想事成，謝謝大家。
李忠：中低壓直流配電故障類型及保護策略
南京國臣直流配電科技有限公司總經(jīng)理、高工李忠
李忠：尊敬的馬釗博士、侯義明教授以及演講的各位嘉賓和在座的同行，今天我演講的題目是《中低壓直流配電故障類型及保護策略》，即便我們保護這個專業(yè)在電力系統(tǒng)里面是一個很小的專業(yè)，如果再縮小到中低壓直流配電的保護專業(yè)就更小了，其實中低壓直流配電的故障類型和保護策略在目前公開的文獻中間相對還是比較少，我們國臣公司其實一直在用直流的方式來治理系統(tǒng)電能質(zhì)量和供電可靠性的問題，目前到今天應該已經(jīng)有12年了。我們在標準缺失的情況下邊學邊干邊總結(jié)，今年4月份國臣直流配電公司也是這個月才成立的，適應于時代的發(fā)展和市場的需求。前面幾位專家講的比較宏觀，我是以工程師的態(tài)度來解釋一下直流配電里面的故障類型和策略，我今天的匯報分五部分組成，第一部分講一些概述的東西，第二部分把中低壓直流配電網(wǎng)的故障類型給大家簡要的分析一下，最后把中堤堰直流配電網(wǎng)的保護策略做一個概述。最后把直流保護在專用特殊場合一些應用跟大家分享一下，最后把我的報告做一下總結(jié)。
關于直流配電網(wǎng)的優(yōu)勢剛才前面幾位都已經(jīng)講了，應該說直流配電網(wǎng)在解決供電可靠性電能質(zhì)量包括前面經(jīng)濟性都有很好的優(yōu)點，但是我們現(xiàn)行的直流保護手段目前還是比較落后，大家知道我們現(xiàn)在普遍用的是熔斷器、二極端、高電壓防護器件，好一點通過變換器的策略做一些限流。按照保護的要求來講是不滿足這個要求的，所以迫切需要對我們直流配電網(wǎng)提出相對完善的保護措施。跟高壓直流相比我們的中低壓直流的配電網(wǎng)絡相對要復雜，因為高壓的直流相對基本上點對點的，低壓直流的拓撲是輻射的，我們還可以為了提高可靠性把網(wǎng)絡做的更復雜，前面講的雙端的、多端的都可以，我們的保護策略要根據(jù)拓撲的結(jié)構(gòu)來進行分析和配置，當然后面為了簡化演講把整個的保護策略基于我們的輻射性網(wǎng)絡來給大家介紹。
接下來我把直流配電網(wǎng)故障類型分析一下。大家知道做保護首先就要分析故障類型然后再分析每種故障類型的故障特征，然后我們怎么獲取它的特征量來做出我們的保護策略，。按照故障的形式來分首先是短路，其次就是接地，當然接地也可能演化成短路后面會講。還有一個就是絕緣下降，很多低壓直流配電網(wǎng)更多的是交直流混合供電的方式，那就會篡入系統(tǒng)里面，不同電壓等級或者不同的系統(tǒng)之間會出現(xiàn)一個環(huán)網(wǎng)。另外還會出現(xiàn)過電壓和斷線情況，不同的故障形式不是孤立的可以相互隨時可以轉(zhuǎn)換，比如說過電壓我們操作過電壓、雷擊過電壓都有可能，可能會導致我們絕緣下降，但是如果擊穿了我們的氣墊會變成短路或者斷線，如果得不到及時的處理那會形成接地，當出現(xiàn)兩點接地或者正負極同時接地的情況就形成了短路，在很多低壓直流里面其實很多采用不接地氣的話如果跟低壓交流發(fā)生篡路的時候我們本來不接地系統(tǒng)變成了接地系統(tǒng)，接地系統(tǒng)再演變成短路。直流環(huán)網(wǎng)第一是不同系統(tǒng)還有不同電壓等級的有可能接線錯誤會造成電壓環(huán)網(wǎng)，這塊相對來講檢測的手段比較局限，它的后果也是形成了接地和短路，但是短路和斷線之間有可能會相互的轉(zhuǎn)換。它可能根據(jù)故障形式不斷的演化還會產(chǎn)生其他的特征情況，這里面接地首先是絕緣降低，第二個就是會出現(xiàn)電流回路的分流，絕緣降低絕緣阻抗就降低也會出現(xiàn)電流分流的情況。短路比較直觀，電流會異常上升而且在直流系統(tǒng)里面上升的可能會非?？?。另外會出現(xiàn)電壓下降的情況，當然我們做插動的時候其實也會出現(xiàn)分流的情況，交流篡路比較簡單就是直流系統(tǒng)感應到交流信號進來，當然對不接地的直流出現(xiàn)低壓交流篡入的情況我們絕緣電阻也會下降。絕緣環(huán)網(wǎng)主要是非正常帶電，斷線相對來講比較難判斷，我們更多是判斷它斷了以后再往下一個故障進行演化。過電壓就是電壓快速上升，也可以按照故障元件分，交流保護里面很多的保護是按照元件來分的，一個是變換器對于我們的交流便壓器有一個單獨保護。母線和斷路器，直流的斷路器本身有一定的保護能力，負荷和線路通常比較短所以我們在下面的保護里面改成了支路保護，中低壓線路沒有那么長，要是說線路有點高看他了。接下來就是以一個輻射狀的直流配電網(wǎng)來介紹一下保護策略上的研究。
首先我們要提一下保護有哪些要求，前面提到了基本保護有四性要求。第一個是可靠性，就是你該動的時候要動，不該動的時候不懂，這說的比較簡單但是在我們做故障策略的時候比較復雜。第二個就是靈敏性，對你保護范圍內(nèi)故障反應靈敏，這在交流當中經(jīng)常有一個靈敏度系數(shù)的校驗。第三個是速動性，保護的時間盡量但，對于直流的要求可能比交流的要求更高，直流很多氣墊耐故障的能力比較有限，而且我們直流的第一故障特征消失的可能比較快，尤其是交流慣性比較大，現(xiàn)在直流的電子化慣性比較小。第四個就是選擇性，只要你切除故障元件不要把不故障的元件切掉了，如果不故障的元件切掉了那就把我的故障范圍擴大。光有這四個性我認為不夠，我想再加一個經(jīng)濟性，因為大家知道我們的高壓直流輸電這上面投入很多時候是不計成本的，但是我們要推動中低壓直流配電在所有元器件中間必須要考慮經(jīng)濟性否則很難得到很大的推廣。
從保護配置上面可以簡單分為交流側(cè)和直流側(cè)。交流側(cè)的保護相對來講選的面比較廣，因為交流側(cè)的保護我們已經(jīng)幾十年的研究了，中國在交流的保護在國際上面也是領先的。直流側(cè)的保護可以大概分為變換器的保護，這個根據(jù)你使用的變換器里面策略不一樣提供的保護功能葉不一樣，另外就是直流網(wǎng)絡的保護，直流網(wǎng)絡保護需要根據(jù)網(wǎng)絡的拓撲和負荷特性來配置，尤其是直流配合。我們直流負荷品種比較多現(xiàn)在還有很多期待研究，因為故障的特性還需要研究。直流保護的形式首先就是微機保護，這個大家聽起來比較熟主要就是跟交流一樣用微處理系統(tǒng)實現(xiàn)我們的采樣、故障、判別、信號輸出和通信顯示功能。另外一個在直流保護中間我們也有一個設備本體的保護，利用設備自身的特性來實現(xiàn)保護，像我們直流的斷路器通常都帶有熱拓撲或者磁脫扣，第三個就是變換器保護，最常見的就是限流我們還提出了主動式保護，是我們最早在中國電氣工程學報和中國電科院一塊提出來的概念，其實就是把我們的電力電子器件控制部分納入了保護的控制邏輯從而實現(xiàn)保護功能，其實既是電力電子變換同時是測量的器件又是保護的設備，同時還能實現(xiàn)隔離。這在電力系統(tǒng)里面比較保守，看得見的隔離要加一個割斷，大是現(xiàn)在這在低壓尤其是在220或者以下的支路里面得到了比較廣的應用。接下來把整個保護的策略按照脫扣結(jié)構(gòu)跟大家分享一下。
首先是交流的保護，交流的保護相對來講比較簡單，其實我只要保護交流區(qū)間就夠了，這里面一旦發(fā)生故障就把交流前面的開關跳一下就可以了，這里面要提一下很多保護基本上是基于開關來配置的除了母線保護，大部分的保護都是基于開關來進行的。當然最后交流保護在允許的情況下還可以為中壓或者低壓還可以往下延伸保護范圍。中壓變換器的保護主要是靠變換器自身的保護，當然如果納入了主動式保護，保護功能相對來講就比較完善了。變換器的保護范圍也可以保護自身也可以再往下延伸，但是我們這里不建議再往下延伸了，最多延伸一級就夠了，因為我們在斷路器上面還配了其他微機保護。這是中壓的支路保護，前面說了為什么叫支路？因為可能中壓的線路還可以稱為線路，中壓里面通常都比較短。這里面我們用不同的顏色來區(qū)分，黑色的那一部分其實是中壓的進線，我們按照母線往線路指的方向往左是正方向，F(xiàn)1那邊發(fā)生故障以后可以直接跳那但是還可以為反方向中壓和低壓提供后備保護。中壓的母線在接出去所謂出線保護這里面要分兩種情況，一種是我后面就直接帶一條線結(jié)束了，還有一種就是還要往下一種有聯(lián)絡功能，這里面保護策略也是不一樣的，在這里面我們不再提供反向保護，如果反向保護相對來說診斷比較麻煩。作為聯(lián)絡的藍色部分可以保護也可以再往下延伸，這個也可以提供正方向和反方向。最后講一下低壓，這里低壓也分高壓和低壓，750或者1500是比較高的，通常因為這里面為了簡化在1500和750其實跟中壓保護策略基本上做的是一樣的，低壓220以下的那塊正負110以下，這個技術非常多，如果我們再用微機保護來做投入成本會很大，所以我們專門提出了主動式保護，低壓主動式保護裝在斷路器后端，當?shù)蛪夯芈钒l(fā)生故障以后我們的主動保護可以把故障首先隔離然后根據(jù)故障的特征到底是斷掉還是允許它帶故障運行，我們這里面所有的直流斷路器本身還有一個熱脫扣和磁脫扣這作為所有保護的后備。在這里面要提一下母線的保護，相對來講一旦動作了以后牽扯的開關很多，一旦母線發(fā)生了故障以后基本上把整個網(wǎng)就切斷了，所以母線保護的策略做的比較謹慎而且保護出口通常是采用表決的方式讓它要動就非?？煽恳淳筒豢?。在整個直流系統(tǒng)里面還有一個很重要的保護是絕緣保護，這通常是獨立的系統(tǒng)做一套。對于阻抗性的保護我們通常是不套不可能做雙重，因為阻抗保護首先是最低的絕緣整合。對于有選線功能的保護，阻抗通常是沒有具備選線功能，但是選線用漏電油壓這種方式來測量絕緣情況的話做這個保護我們可以分別倒計時哪一條線發(fā)生了保護同時把它跳進來。這里面重點分析一下中低壓直流保護跟高壓直流保護到底有哪些不一樣的地方，首先我認為是一個拓撲的結(jié)構(gòu)，中低壓直流的拓撲結(jié)構(gòu)要比高壓的復雜多了，所以我們在保護的配置上面相對比高壓直流要復雜。另外中低壓負荷潮流特性復雜多變，在不同的時間段可能會出現(xiàn)不同的潮流方向，所以在我們做保護配置的時候必須要考慮這個特性。另外我們低壓直流通常都比較難，高壓動不動就上千公里、三四千公里，所以在距離短了以后像高壓直流上面用的所謂的測距方式在低壓上面很難實現(xiàn)，所以低壓直流上面有一個很大的課題就是故障和測距。另外變換器的特性也不一樣，我們高壓直流在早期的時候其實是一個電流元，中低壓直流上面更多是電壓源，高壓直流通常都是接地的低壓直流尤其是變電站的系統(tǒng)里面都是不接地的。另外就是前面說過的成本投入，在低壓直流上面不可能花很多錢用在保護上面，直流保護跟交流保護又有什么差別呢？首先它的測量方式，我們中低壓交流保護電池都已經(jīng)比較成熟了而且都是比較標準，而且是無緣的設備。在直流上面我們看到更多的是需要有分流器件而且這么小的信號抗干擾威脅比較大，所以我們在這上面要做好很好的處理。還有一個就是直流和交流的展開特性完全不一樣，我們剛才說了直流的電流可能上升的很快下降的也比較快，所以我們要在很短的時間內(nèi)必須要渣抓住這個故障的特征，對我們裱糊要求就比較高。列外就是信息量我們直流就是電壓怎么樣保護之間的配合，直流要跟其他的變換器進行配合，通常都是電纜，電纜都是永久性的，所以不用考慮這個。
接下來重點講一下直流保護專項應用。我們的會場是儲能會場，在儲能回路里面其實我們目前的保護還非常弱通常是用直流的斷路器具四方式，我們熱脫扣和磁脫扣相應都是比較粗早的，而且在設計選型為了考慮貨期設備的增加通常魚肚放的很大，真正故障的時候不懂，在我們現(xiàn)場發(fā)生過很多這樣的事情，我們專門也研究了低壓的保護，各種故障的情況下分別報警和跳閘?，F(xiàn)在我們的儲能越做越大，我們前面的魏總說的爆炸和事情所以我們假如說沒有一個很好的保護回路我們的儲能我覺得后面會越來越大，這不僅是一個定時炸彈而是一個不定時炸彈。
另外我們講一下主動式保護在直流系統(tǒng)當中，變電站的直流搞了這么多年其實我們的故障保護還是很不完善，去年西安變電站的爆炸也是由直流系統(tǒng)引起的。在這上面我們推出了兩塊產(chǎn)品在主動式包括低壓直流回路里面，這樣就把故障和局限在本直路里面不讓故障進一步擴大，這在石化和電廠都在有應用。第三個講一下光伏的直流區(qū)間保護，大家知道直流一旦形成了以后很難滅掉，長時間存在就會發(fā)生燃燒，而且我們直流的里面可能接點和連接點非常多，在這里面我們前期已經(jīng)開展了很好的研究把店鋪的接線識別出來應用到DE的直流保護包里面去。國臣經(jīng)過了十多年的發(fā)展我們也取得了不少的研究成果，20多項國家專利同時我們法了40多篇專業(yè)論文好多都是在國際期刊上面發(fā)表的，去年很榮幸成為中顛連持久配套系統(tǒng)標準委員會的祝愿，在祝愿會的工作參與下應該我們能參與很多標準制定，最后把我的演講做一個總結(jié)。第一中低壓直流的保護已經(jīng)從理論的研究階段走向了應用階段，因為這塊相對來講已經(jīng)做了不少現(xiàn)場的應用。第二個中低壓直流保護策略必須要根據(jù)脫鋪結(jié)構(gòu)和控制極策略的發(fā)展進行不但的優(yōu)化。第四個是直流配電網(wǎng)的運行還需壓進一步積累經(jīng)驗，第四個可能前面幾位專家都已經(jīng)談到了標準系列化工作應該是任重道遠，最后謝謝大家。
王福林：直流供電及蓄電在建筑中的應用
清華大學建筑學院副教授王福林
王福林：感謝陳總的介紹，各位專家、各位來賓，大家下午好！我叫王福林清華大學建筑學院副教授，今天很榮幸接受組委會邀請在這里跟大家分享一下我們在建筑用電方面的一行思考，我們是電力專業(yè)是用戶，有什么不正確的地方歡迎大家批評指正。今天我想跟大家分享的內(nèi)容主要包括這三個方面。第一個方面介紹一下為什么要在建筑里面用直流電和蓄電這項技術，第二簡單分析一下建筑里面用直流電和旭飛的時候有什么成本和效率。第三就是說在建筑里面用直流電和續(xù)電的時候系統(tǒng)應該怎么樣進行優(yōu)化設計。為什么要在電子里面用直流電和蓄電的技術，大家都知道電力系統(tǒng)存在巨大的風谷差實現(xiàn)移峰填谷，其實這個緣故廠的原因主要還是因一建筑原因造成的包括季節(jié)性也有變化，夏季有空調(diào)用電就很多，所以電網(wǎng)峰谷差主要是建筑造成的所以我們從源頭解決這個問題，這里有兩幅圖揭示了建筑引起的峰谷差到底有多大。一幅圖是北京市終端用電的統(tǒng)計分別統(tǒng)計了第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、交通業(yè)和建筑業(yè)的用電情況，其中黃顏色代表建筑的用電比例大家可以看到建筑電所占比例在逐年上升，到了2012連國家統(tǒng)計局的年監(jiān)上可以卡到粘度中電比例達到了38%，在國外這個更高錒。第二幅是在住宅小區(qū)里測量的曲線，可以看到在夜間大概4_5點鐘的時候達到用電的低估是50千瓦的用電功率，晚上22點左右達到用電高峰，大概是200千瓦左右，高峰用電是低谷用電4倍的用電功率，這么大的峰谷差會對電網(wǎng)造成很大的影響。
我們提出了一個經(jīng)濟的思路希望在店主里面用直流電和虛電的技術把風骨渣變成平的設計你了。這是從電網(wǎng)的外部原因角度來說建筑用電需要變成平的，從內(nèi)部來說一些內(nèi)部原因也為我們準備了條件可以實現(xiàn)電力的移峰填谷包括空調(diào)現(xiàn)在已經(jīng)很多是直流變頻的空調(diào)了，包括大型空調(diào)冷水機組也有廠家凱馬出了直流變頻大型離心式冷水機組，包括我們用的筆記本電腦、臺內(nèi)電報、LED用的從用電的角度已經(jīng)預備了條件實現(xiàn)全球共同案。我們再看看有寫那只效果和大致情況。節(jié)省33%的建筑空間能夠節(jié)約6%的硬件成本。為什么說節(jié)省硬件成本呢？這里是建筑里面一個典型的電源失陪器的電路圖，220伏的電進來經(jīng)過整流等等變成右上角想要的電壓供給我們的用電器。如果直接供給直流電的話這些部分就可以節(jié)省掉，剛才那個案例也說了大概能節(jié)省6%的成本。這是另外一個使用的場景，我們?nèi)绻诮ㄖ锩婊蛘呤窃陔娋W(wǎng)采用直流供電的話、直流配電的話那么逆變器這一部分就可以不用了，當然非常對不起很多的廠家上午很多廠家的演講都說了我們廠就是做逆變器的，如果用直流輸電把這個取消了這是沒有辦法這是歷史發(fā)展的潮流，直流電是將來有可能會戰(zhàn)勝交流電，過去一百年是交流電的市場，將來一百年可能就是直流電的市場，大家要適應歷史發(fā)展的潮流。
這是美國一家咨詢公司對直流供電市場潛力的預測，發(fā)現(xiàn)從2013年到2020年大概僅僅六七年的時間直流電的市場規(guī)?？梢詮?.1個美元發(fā)展到95億能源大概能夠增長十幾倍的速度。再看在我們有先有的綿竹是1600億平米，如果我們簡單估算有一半的建筑進行電池改造的話就會產(chǎn)生有三萬億巨大的內(nèi)需市場。電池是直流電價需點系統(tǒng)主要的瓶頸約束，看電池的成本我們簡單的估算了一下用特別簡單的算法來估算，當然上午有好多專家介紹了一個詳細的估算方案，我們的出的結(jié)論是蓄電池每一供應一電的成本是一毛錢，再看這是美國特斯拉公司推出的家用蓄電池他們的報價也是10千瓦時的服務費是3500美元，折合起來也是0.1美元一度電，建筑立面用直流供電和虛電要實現(xiàn)的目標就是實現(xiàn)移峰填谷，實現(xiàn)這個目標可以有兩種運行模式。第一種就是說建筑從電網(wǎng)橫功率取電每時每呢的這樣自然就沒有風骨的問題了，這是第一種取電方式。第二個就是需求響應模式，根據(jù)電網(wǎng)現(xiàn)在希望用戶多用電的時候從電網(wǎng)多用電，希望用戶少用電的時候我就從電網(wǎng)少用電，雖然建筑用典不是平的但是這個跟電網(wǎng)峰谷是相反的更有利與電網(wǎng)的移峰填谷。
需求響應的模式怎么樣來響應還不太清楚，所以我們就對蓄電池容量的血腥進行了優(yōu)化，除了蓄電池容量選型優(yōu)化可能還有其低壓等級有少，我們有國家標準直接選用就行了主要的問題還是存在蓄電池兩優(yōu)化，蓄電池容量怎么優(yōu)化呢？我們采用了這樣一種計算的方法表示的是蓄電池的狀態(tài)和容量是多少，它是每天的，就是取電目標和P外乎隨時波動的負載，這兩個目標和負載之間的偏差做一個累計的細分就是我要往蓄電池里續(xù)多少的取電功率，通過這樣一種方法我們就可以得到蓄電池每天所需要的蓄電池容量。如果對蓄電池容量進行全年每天365天都計算的話會得到33天哪天煤窯多少個人。具體的方法我們進行一個研究，這個建筑是位于深圳市它的占地面積325平米，建筑面積63平米采用直流供電的方式同個交直點然后光伏發(fā)電也是通過DCDC來接入的，蓄電池DCDC下面就是各種各樣的硬件負載，對于這樣一個系統(tǒng)我們分別計算了各種各樣的用電設備每天各個小時的用電功率，像右上角這個圖顯示的其中灰顏色代表充電樁在夜間的充電功率，藍顏色代表用電的功率，然后橙顏色代表的是插座設備以及用電功率，黃顏色代表的是空調(diào)的用電，空調(diào)用電是變化最大的隨著一天溫度的變化會有一個比較典型的用電功率波動。下下的職是表示光伏發(fā)電的發(fā)電量也是隨著太陽輻射功率上升而產(chǎn)生的影響。波虛實每刻的用典功率和法電功率求個差對主食需要達到的累計，就是右下角這張圖顯示，在零點我們可能需要先挖時的蓄電廠，隨著夜間充電的使用蓄電池蓄電量在逐漸下降大概到9點的時候用完了，從10點開始有太陽出來了又開始有光伏發(fā)電了蓄電池容量又開始上升把每天的蓄電池容量最大和最小值一減求一個差就得到了這一天為了實現(xiàn)橫功率去點需多大的蓄電池容量。左下決這張圖就是對一年365天每天都進行同樣共同工作得到每天我需蓄電池容量應該是多少，區(qū)一個最大的蓄電池就能你的安全需求，有那么幾天和幾個小時不滿足橫空濾取也沒有關系，根據(jù)我們的不滿足率多選一個最優(yōu)蓄電池容量的選擇。
后續(xù)工作是希望在樓里面把具體的直流供電系統(tǒng)給建起來，然后再進行一些測試到底能不能實現(xiàn)我們從電網(wǎng)橫共率取電移峰填谷的目標，點需放電的效率以及變換效率有多少，全直流供電加輸電的系統(tǒng)節(jié)能節(jié)多少，希望有進一步的結(jié)果給大家做匯報，我的匯報就到這里，謝謝大家。
寥漢華：ABB儲能行業(yè)應用方案能源互聯(lián)高效利用
ABB（中國）有限公司電氣產(chǎn)品業(yè)務部高級工程師廖漢華
寥漢華：各位來賓，大家下午好！隨著電網(wǎng)形式結(jié)構(gòu)的多樣化以及各種電源類型的接入，傳統(tǒng)電源、傳統(tǒng)能源、新能源和分布式能源這些都使電儲能系統(tǒng)在能源流通過程中的地位顯得更加突出和重要。今天我在這里給大家分享一下來自ABB電氣產(chǎn)品業(yè)務部的全球領先儲能行業(yè)解決方案。主要分成三個部分，第一部分是ABB利用電力和自動化先進技術鼎力支持和引領儲能行業(yè)有序健康的發(fā)展，第二部分是介紹一下ABB電氣產(chǎn)品業(yè)務部在儲能行業(yè)的主要有哪些解決方案，第三部分是列舉了幾個典型案例，給大家分享一下。在座的大家都知道ABB是在能源領域具有最快最專業(yè)的能源解決方案，我們的產(chǎn)品方案系統(tǒng)涉及到國家的超超高壓電壓、超高壓、高壓、中壓、低壓以及落電系統(tǒng)還有智能建筑等各方面以及各種工業(yè)控制系統(tǒng)，包括我們的機器人。
我們來看一下在儲能領域發(fā)電側(cè)電力時移就是你發(fā)出的電可以延遲出去，不是說發(fā)出實時消耗。這個容量管理就是我們怎么樣規(guī)劃我們發(fā)電的容量大小，我們不能把發(fā)電側(cè)做的越來越大，以及新能源的配套服務在傳輸和配電過程中利用儲能這個對電壓進行穩(wěn)定和支持還有就是疏通配電網(wǎng)絡、傳輸網(wǎng)絡的堵塞情況。還有就是我們也可以利用儲能來達到延長輸變配系統(tǒng)的生命周期，在終端用戶側(cè)我們提供安全可靠的高品質(zhì)的電能質(zhì)量以及根據(jù)客戶的需求我們可以按照客戶的要求，怎么樣合理的費用來使用自己的電能。
在以互聯(lián)網(wǎng)技術為第四次工業(yè)革命的驅(qū)動下，能源也朝著互聯(lián)網(wǎng)的方向發(fā)展，怎么樣實現(xiàn)能源和負荷的一體化管理Ability系統(tǒng)，這套系統(tǒng)是ABB與微軟公司合作研發(fā)的。它能夠使能源高效、安全、智能、綠色的應用。這套系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全達到金融級別。我們來看一下這是整個電網(wǎng)系統(tǒng)如果精準的進行儲能需求我們看一下主要有八個方面，第一是在傳統(tǒng)的發(fā)電側(cè)我們主要是平抑負荷這個容量比較大一般是10-1000MW，放電的時間是1-8小時，在有關國家重要的部門我們有備用電源這是10-500兆瓦，0.25-1小時，在新能源方面因為新能源有隨意性、不確定性，所以說新能源接入我們也在這里設儲能，這是1-100兆瓦1-10個小時。我們看過去這有調(diào)頻的還有就是延長配電網(wǎng)絡電網(wǎng)生命周期還有就是到大型工業(yè)和大型商業(yè)削峰填谷的功能。微網(wǎng)利用儲能進行穩(wěn)定這個容量比較小是0.1-5MW，民用和小型商業(yè)體因為建筑光伏一體化使用光伏發(fā)出的電可以滿足自家利用也可以往電網(wǎng)送電。ABB儲能方案有兩個顯著的特點，第一個是模塊化，第二個是一站式，這個模塊化的話我們把PCS和系統(tǒng)包括電都按照一定的規(guī)格和標準來進行搭積木式的規(guī)劃設計，包括建筑的場地我們也減少占用場地面積有一個規(guī)劃。還有就是一站式因為ABB產(chǎn)品包括方案覆蓋面特別廣，所以說我們在整個儲能方案里面儲能系統(tǒng)都有相應的方案系統(tǒng)和產(chǎn)品支持。比如說電流器、電池，總量控制系統(tǒng)然后最主要的是我們有保護裝置，這個高低壓的包括二次監(jiān)控還有就是便壓器整套高低壓的設備智能電站這是方案的結(jié)構(gòu)形式，這是背景廠的產(chǎn)品分為戶內(nèi)戶外，戶外的話有兩種，一種是柜式還有一種是集裝箱安裝。我們來看一下大型儲能系統(tǒng)，一般的電壓是在750VDC到1100VDC有的時候可能有些廠家想做1500VDC，這是低壓的極限。這套系統(tǒng)主要有四個方面，最主要是PCS、電池保護、BPU、電池管理、還有就是AC并網(wǎng)系統(tǒng)是四大系統(tǒng)組成，主要用在電網(wǎng)這些都是大型可再生能源或者大型商業(yè)題以及大型商業(yè)汽車充電站。這是小型的儲能系統(tǒng)，它的電壓一般不會超過500VDC一般是有光伏發(fā)電通過一個里邊器給電池充電另一方面這個電可以給終端用戶用也可以往電網(wǎng)送。這個主要是在分布式電源、微電網(wǎng)、小型企業(yè)還有就是民用住宅里面使用。我們在儲能電站主要有六個方案，第一個是在直流側(cè)PCS的直流側(cè)和電池保護這側(cè)主要是直流系統(tǒng)，第二個是在交流側(cè)就是我們并網(wǎng)系統(tǒng)。還有就是在電池管理整個連接。防雷接地還有就是電能質(zhì)量的方案。在直流系統(tǒng)ABB擁有不是交直流通用的產(chǎn)品，是只有專用的產(chǎn)品。這個產(chǎn)品電壓比較高，可以達到1000VD五C。額定電流達到5000這個應該是沒問題，短路能力也非常強要根據(jù)電壓系統(tǒng)來確定。最關鍵的是專用的直流智能電子脫扣器這個是功能最齊全的，這是應用所有的直流接地系統(tǒng)，不管是接地不接地都能適用因為具有電流電壓的測量。并且這個脫扣器是低壓直流的技術標準，我們的脫扣器里面不像我們的同行里面是放電池我們是沒有電池的，就是到了五年不用換電池，而且我們提供斷路器的隔離排桿，Emax電壓是可以達到750VDC，這兩個產(chǎn)品每一級只能雇250VDC，如果要達到750要三級，這個大家都知道在直流系統(tǒng)電壓要提高要串電流要提高要并，而且采用先進的技術因為串并好以后每一極的同步性要非常好要一致，不然會燒掉或者是換掉，這在深圳的埃默森實驗室做過試驗，幾家競爭對手我們做的是同步性最好的。S200MDC直流微型斷路器OT-DC直流隔離開關這是可以達到1500VDC，所以說達到低壓直流的電壓，只要看到ABB后面有PV的都是在光伏產(chǎn)業(yè)用的。這個光伏的短路器可以達到1000VDC，隔離的就更大可以到1600安然后是1500VDC，這個隔離開關可以拉閘的。OS就是所謂的熔斷開關還有就是電涌保護器我們有T2的，這里面有可以配遠程的信號，因為這個儲能電站很多時候是在沒有人的地方或者是人比較遠要偏一點的地方，所以說這里面遠程的也是比較重要的，這里面就是用這個技術可以達到智能，個還有關鍵是我有QS的技術，這個技術就是因為很多斷路器在壽命終止的時候有可能會導致直流系統(tǒng)短路，還有就是S800高分斷微型斷路器。
在交流側(cè)和并網(wǎng)側(cè)有EMAX2全電能管理解決方案，這個斷路器相當于是低壓的中樞神經(jīng)可以對它的負荷進行管理，如果你的負荷設好優(yōu)先級的話如果負荷超限的時候可以脫掉優(yōu)先級最低的，并且可以跟電源，因為電源方面有正常的工作電源還有不可控的風電太陽能電源，這方面有一個優(yōu)化的選擇，最主要是堅持用不可控能源。這有什么好處呢？我們這套系統(tǒng)可以使你的安裝功率減少，包括儲能配電廠自己用電的系統(tǒng)可以減少投資，并且我們脫扣器是彩色的目前在全球只有ABB才有應用技術，這是一個創(chuàng)新的。ABB的新預警我們今年發(fā)布了新V景，這是作為監(jiān)測、優(yōu)化控制你的儲能電站系統(tǒng)，隨時隨地都能夠了解你的設備運行狀況它是智能化的元件集成的構(gòu)架就是安裝、調(diào)試縮短周期所以說能夠?qū)崿F(xiàn)儲能電站高效的一個能源平臺。我們在中央這塊有中央智能的整柜解決方案。因為大家都知道，在中央系統(tǒng)一般的智能都靠中，我們斷路器有智能化的元素我們對它的線路各方面，比如說合閘分閘線路進行監(jiān)測還有整個視野都會看到，并且通過終端和云端進行服務。F-T這個是不間斷的，這個控制電壓低的時候能夠走過所以一般保持不間斷。這是電子管理系統(tǒng)，我們在直流系統(tǒng)都有一個絕緣監(jiān)測還有電流測量整個機柜以及每個智能測量儀表。這個案例是在張北的250千瓦主要是新能源接入調(diào)頻，ABB提供變壓器、斷路器PCS和電網(wǎng)接入系統(tǒng)，那是節(jié)能的項目。這是普遍的調(diào)頻的項目，這是電動汽車削峰填谷的退役電池利用，我們也有特斯拉、奔馳、日產(chǎn)和松下合作。我的講解到此結(jié)束，謝謝大家。
趙宇明：基于柔性直流的智能配電關鍵技術研究和設備研制
深圳供電局有限公司教授級高工趙宇明
趙宇明：謝謝組委會給我這個機會跟大家交流。我這次介紹的題目是2013年-2016年承擔的國家863計劃課題，課題的名稱基本上跟我的演講題目是一樣的就是基于柔性直的智能配電關鍵技術，做的是和交流測系統(tǒng)連接的中壓直流配電系統(tǒng)。剛才各位專家也介紹了直流配電系統(tǒng)在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的發(fā)展前景和應用，背景我就不再進行展開了。需要說明的一點根據(jù)從2010年以來不管是國內(nèi)還是國外的總結(jié)，中低壓直流配電系統(tǒng)的促進因素主要有兩塊。一個就是現(xiàn)在大功率便點擊數(shù)發(fā)展柔性直流輸電包括補償?shù)募夹g也得到快速發(fā)展，這樣來講的話從大容量的書店系統(tǒng)向中壓或者是低壓進行一些延伸和拓展應用。另外從用戶側(cè)來講用戶側(cè)變電設備也是逐漸增加，如果是直接跟直流系統(tǒng)連接提升能效管理、提升電壓質(zhì)量等等方面也會有一些自身的特點。這兩個方面無論是從變電技術還是從用戶側(cè)直接從今了這個技術的發(fā)展。
我們局申請了這個項目以后要考慮，因為我們局是全國第四大城市電網(wǎng)。我們局在城市電網(wǎng)中有三高一線，三高就是輸送功率密度高、供電可靠性要求高、供電質(zhì)量要求高。針對這幾個特點我們也對直流中亞配電系統(tǒng)在城市電網(wǎng)中怎么應用做了一個簡單的梳理，首先來講我剛才也說了就是可靠性需求，其次就是電能質(zhì)量要求有差異化的需求和要求，同時新能源發(fā)展的比較迅猛，用戶側(cè)負荷的情況就是大功率變電負荷和直流負荷也是不斷出現(xiàn)，綜合這些特點我們用直流系統(tǒng)來填補中壓或者低壓交流系統(tǒng)的不足作為中低壓交流系統(tǒng)的改善可以發(fā)揮它自己的特長和特點。我們最后總結(jié)認為在城市電網(wǎng)中要用配電系統(tǒng)主要解決兩個問題，一個就是發(fā)電面向有特殊需求用戶提供高質(zhì)量和高可靠性的供電。還有就是分布式電源的發(fā)展，直流系統(tǒng)實現(xiàn)多點接相比交流系統(tǒng)控制優(yōu)勢還是很明顯的，控制算法也會比較簡單。這是我們提出的示范工程簡單的概念，就是兩個供電。我們采用這個主要是考慮針對一些特殊的供電需求提高供電可靠性，這樣來講也是比放射性供電有很明顯的改善。但是多了的系統(tǒng)價格也會上來。當時做這個系統(tǒng)的項目首先來講你要確定中壓配電系統(tǒng)在城市電網(wǎng)中有什么用剛才也說了，確定完了以后后面的研究思路就是按照高壓直流輸電系統(tǒng)的方法來做的，我們畢竟是做一個具體的事情有一個明確的對象，你用完了以后框架系統(tǒng)定了以后整個系統(tǒng)的架構(gòu)包括接入的負荷和分布式電源還有系統(tǒng)可能存在很多的運行方式，這些都需要去，去掉完了以后再把目標系統(tǒng)容量、電壓等級確定下來，在這個基礎上做一些關鍵技術研究。我們主要開展三類關鍵技術研究，第一類就是作為中壓有一定容量和電壓等級系統(tǒng)要開展一些系統(tǒng)分析，主要包括哪幾個部分呢？首先來講要確定直流系統(tǒng)的主界限，還有要開展一些分析。直流配電系統(tǒng)首先是要解決定制化電力而且直流系統(tǒng)有大量的東西要研究，這樣要開展針對直流性系統(tǒng)的可靠性分析。另外就是電壓等級存在不同的方式有各種各樣的固電壓類型，那你也需要進行詳細的分析。中壓及以上的高壓直流系統(tǒng)有兩個核心技術，一個就是換流器進行控制包括另外就是整個系統(tǒng)的管控，我們這個項目也是把中壓直流配電系統(tǒng)尤作為一個重點的研究內(nèi)容在關鍵設備這塊整個系統(tǒng)有三類。第一類剛才說的很清楚就是MIC，因為現(xiàn)在目前來講柔性直流輸電VIC有幾代產(chǎn)品出現(xiàn)，如果把這些東西直接移到中壓來講像ABB公司、西門子公司都有大量的成熟產(chǎn)品。另外一個就是直流便壓器實現(xiàn)不同變壓等級的方案，我們這個項目針對自己的需求研制了一套出來。還有就是直流側(cè)要進行故障隔離方向轉(zhuǎn)換等等必須要有可以開端正常電流和展開電流的開關，傳統(tǒng)的交流開關在速度上是不滿足系統(tǒng)的要求，因此要單獨研發(fā)直流斷路系統(tǒng)，我們主要是開展兩個技術的研究和樣機研制。我們最后給出了一個示范工程的方案，說白了如果你要做一個具體工程要把整個工程的概況描述出來我們做了這么一個本子。下面我就分寫給大家簡單介紹一下研究情況，剛才首先來講就是系統(tǒng)分析，開展主設備選型等等。這個PPT是做的主線分析，系統(tǒng)有對稱雙極的，我們這個系統(tǒng)選擇的是對稱雙極的接線方式，我們也做了一些簡單的分析，為什么在這樣一個供電系統(tǒng)當中選擇這個方式？首先考慮還是造價而且我們認為這樣一種方式供電可靠性也是能滿足我們的要求，同時我們也對比了一下這個是放在直流側(cè)還是放在交流側(cè)，交流側(cè)有不同的形式我們做了一個簡單的對比，就不詳細展開了。
開展直流配電系統(tǒng)的設計要有些工具，我們?yōu)榱伺浜瞎こ痰那捌谘芯课覀円查_發(fā)了幾套專業(yè)的文件，這里面展示首先來講就是換流器分析軟件，左上角這個圖就是軟件的輸入界面，右上角的圖是整個對VIC關鍵電器量不同的工況情況下變化仿真的輸出結(jié)果。我們這個軟件主要功能可以實現(xiàn)電源換流器的設計，另外是可以計算功率運行曲線還可以做主回路計算，我們也做了直流便壓器整個界面包括軟件的形式也是基本差不多可以實現(xiàn)相關的功能，使用這兩個軟件可以根據(jù)具體的系統(tǒng)和需求開展主要換流設備的選型和分析，這些確定以后才能開展后續(xù)相關的配合研究和其他方面的研究才能繼續(xù)開展下去。系統(tǒng)分析另一個比較核心的內(nèi)容就是可靠性分析，可靠性分析跟著講大學開展了直流配電系統(tǒng)的可靠性研究，根據(jù)一些研究成果也開發(fā)出了軟件就是直流配電系統(tǒng)的可靠性評價軟件，這個軟件可以實現(xiàn)如下幾個功能。這個軟件是內(nèi)嵌了七種典型的直流配電系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)，我們可以針對這七種改相關開關配置算不同差異性整個系統(tǒng)可靠性的指標。第二個就是必須通過短路器來實現(xiàn)控制還有故障隔離，斷路器開的多和少直接影響了你系統(tǒng)的可靠性，但是配置多了以后運營維護成本也會更高，怎么樣進行一個優(yōu)化？當然這也直接影響你系統(tǒng)的可靠性指標，這也是可以通過這個軟件做一個分析和測試。同時系統(tǒng)中有多少備用電源和配置的位置也可以用軟件算。我們在做實際系統(tǒng)的時候最終要對關鍵設備提出可靠性指標，通過這個軟件和左邊圖的分析方法是可以給出算法的，假如說整個系統(tǒng)達到五級或者6級那對關鍵的設備自身的故障率要達到多少，反之會提出設備要求的指標，這個指標是可以直接指導你設備的選型包括招標等等一些要求。這是給出一個算例要求對13節(jié)點手拉手的配套系統(tǒng)要求對第四個負荷達到五十幾，年停電率小于1%次，通過一些算法做出這個約束方程反過來這兩個可靠性指標可以反過來給出來你在選型這個便壓器的時候你應該具有的億度是多少。做了這些以后第二個比較關鍵的就是絕緣配跟什么有關，跟他自己的控制策略。一般來講做高壓或者中壓直流系統(tǒng)要建模型，要把整個的系統(tǒng)控制結(jié)合在程序里面，這里面展示的是外觀。這里也是給出一些簡單的結(jié)果，因為高壓的充電系統(tǒng)或者柔性的充電系統(tǒng)是有一個絕緣配合流程，他們的東西再加上我們自己的研究成果給出來了中壓的流程圖應該注意哪些因素。比如說輸入系統(tǒng)參數(shù)、運行方式、控制保護作為輸入條件然后第二點我要確定根據(jù)我的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定發(fā)生哪些故障和為什么，然后進行選擇和算，然后再把便點器的參數(shù)導進去再算一下就可以算出內(nèi)部供電壓的情況調(diào)整供電器的配置方案最后給出各個關鍵節(jié)點保障水平。右邊這兩個表分別給出了一些系統(tǒng)關鍵技術和關鍵位置，這里我就不再進行詳細展開了。這個剛才我也說了直流的控制保護是中壓直流配電系統(tǒng)的另一個關鍵技術，這樣來講我們開展控制保護技術研究首先要確定目標，目標剛才也說了中壓系統(tǒng)是用來提高供電可靠性的同時實現(xiàn)接入分布式電源的充分利用。針對這兩個目的我們做了三個事情，一個是整個中央系統(tǒng)怎么樣進行優(yōu)化調(diào)度來盡量見效整個系統(tǒng)運行成本。第二個來講就是直流配電系統(tǒng)是既有交流配電系統(tǒng)的，優(yōu)化控制目標再擴大一下的話要考慮膠質(zhì)瘤配電系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度方案，同時因為系統(tǒng)中有很多換流器那么這個系統(tǒng)的聯(lián)合作用怎么去保證系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定怎么樣保證他不出現(xiàn)各種各樣的問題，也要研究多電壓協(xié)調(diào)平衡的問題，主要是分為這三個方面開展了相關的研究。同時我們對整個中壓系統(tǒng)的保護也開展了一些研究。首先直流系保護要做幾個工作，首先來講針對具體拓撲結(jié)構(gòu)劃分保護區(qū)域，每個區(qū)域我要確定保護的配置方案，然后配置完了以后根據(jù)系統(tǒng)的參數(shù)包括系統(tǒng)控制參數(shù)和系統(tǒng)一次參數(shù)還有故障信息確定保護的范圍，因為這個系統(tǒng)有很多端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復雜要實現(xiàn)典型故障準確定位，這個圖就是給出了供電系統(tǒng)保護分區(qū)的劃分情況。這是故障隔離的定位，就是說線路的故障是怎么實現(xiàn)定位的，這個圖簡單給大家展示一下。我們也根據(jù)控制和保護研制了一套控制保護樣機，這個樣機主要有主控制器和保護質(zhì)量等等還有監(jiān)控后臺四個方面構(gòu)成，我們也對整個控制保護系統(tǒng)開展了相關的試驗這個系統(tǒng)展示了一個新的切換過程，這里就不詳細說了，只是說通過這個轉(zhuǎn)換靈活的控制開關可以實現(xiàn)系統(tǒng)電壓變化滿足于約束的電壓范圍。轉(zhuǎn)換時間小于30毫秒，速度還是比較快。我們也做了一個帶故障運行方式試驗，這里給大家展示一下。通過準確定位靈活開關狀態(tài)實現(xiàn)故障的快速定位快速隔離以及系統(tǒng)運行方式的快速減少實現(xiàn)這個目標。另外關鍵設備來講就是直流斷路器，我們斷路器分成三塊，分別是最上面的主同六支路中間是電流轉(zhuǎn)移和開斷支路最底下是斷路器，這個等級是15千伏單機對應是7500伏，可以開到最大的可以達到5000Ah，一些特點來講可靠性和成本還是有優(yōu)勢，通過改變參數(shù)配置可以實現(xiàn)電壓等級的系列化產(chǎn)品定制。我們對樣機也做了試驗，試驗的效果都是比較好的，比如說全開斷實驗只有不到一個毫秒，能夠開斷五千壓的固態(tài)電流。我們這個是采用多個模塊的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的，兩側(cè)都是一個橋中間是由隔離電壓器進行電器隔離和連接。下面幾個圖是整個便壓器樣機的簡單情況，我們對這個樣機也做了相關的測試，主要是控制模式、保護功能損耗試驗，整個電壓器性能參數(shù)還是比較優(yōu)良的，0.6PO的情況下效率是不低于95%，基本達到95%左右。最后我們給出一個示范方案，我們選擇的地區(qū)寫了一些文章可能有些代表和專家也看過，我們選擇就是廣東的地方，這個區(qū)域有很多微電子制造企業(yè)同時來講因為供電受到各種各樣的因素影響，電壓載量的投訴比較多所以選擇這個區(qū)域。那個區(qū)域主要是廠房有很大的光伏可以發(fā)展的空間。第四個來講里面還是有用戶需求，用戶也有比較多的負荷，整個系統(tǒng)接入的主要對象是儲能站、工業(yè)營養(yǎng)負荷還有膠質(zhì)瘤微網(wǎng)等等。這個還是公電流容量、系統(tǒng)選型等等。這頁PPT給出針對示范系統(tǒng)給出了不同的直流電壓器的參數(shù)列表。最后這一頁再給大家介紹一下，我們已經(jīng)完成了相關的研究下面我們也參與了另一個863課題，剛才李博士也介紹了有不同拓撲結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性以及系統(tǒng)運行特點上有很打不通，我們也住針對這種更復雜的拓撲結(jié)構(gòu)開展關鍵技術研究，這個來講相關的保護配置、系統(tǒng)調(diào)度方案已經(jīng)有了初步的結(jié)果，我們準備在今年5月份開展整個樣機的測試，以后有機會希望還有機會跟大家進一步交流，謝謝。
任志剛：直流斷路器及其在船舶電力系統(tǒng)及軌道牽引供電系統(tǒng)的應用
中船重工七一二研究所開關電器事業(yè)部高級工程師任志剛
任志剛：尊敬的各位領導、各位專家大家好，非常感謝主辦方提供這個機會跟大家做一個交流。剛才幾位專家也講了，就是說這個直流配電一個傳統(tǒng)應用領域，牽引供電系統(tǒng)還有船舶供電系統(tǒng)，我今天這個主題就是直流斷路器在船舶電力系統(tǒng)和軌道牽引供電系統(tǒng)的應用，這也是我們所的主頁。關于這個軌道交通的的話，目前隨著城市人口的擁擠，采用地鐵出行是主要的方式，在全球范圍內(nèi)幾乎所有的城市軌道交通都采用軌道牽引供電系統(tǒng)。
在船舶系統(tǒng)里面也是一個發(fā)展趨勢，這個是美國海軍的發(fā)展路線圖，因為船舶的空間比較狹小，功率密度是首要的指標，還有就是采用直流的話能效會提升。這個商船采用直流系統(tǒng)之后能效提高了7%，采用直流以后系統(tǒng)電網(wǎng)對頻率是有要求的，這個燃氣輪機在最佳的效率時間運行。目前我們國家完成的直流系統(tǒng)是4千伏的，下一步發(fā)展的目標是5千伏，當時就是說4千伏的斷路器是比較可行的。這個是結(jié)構(gòu)圖，國外的這個采用的是交流發(fā)電機，中間加的是交流斷路器，我們國內(nèi)采用的是整流發(fā)電機，把這個發(fā)電機和整流模塊的斷路器取消掉了，就這個發(fā)電機和整流器一體化的設計。剛才馬老師也說了在這個直流配電領域有一個關鍵設備就是直流斷路器，直流斷路器作為軌道牽引系統(tǒng)和船舶電力系統(tǒng)最主要的設備。
這個常規(guī)的，目前根據(jù)3千伏以下的系統(tǒng)基本上多是采用空氣直流斷路器，這三個圖片在我們的教科書里面出現(xiàn)的比較少，但是在產(chǎn)品上是比較廣泛應用的結(jié)構(gòu)。這個是目前采用空氣開斷的最高水平和典型產(chǎn)品，上面這個是一個海軍的供應商，下面是波蘭的一家公司，可以看到根據(jù)這個工業(yè)領域內(nèi)目前最高水平是3千伏的這個系統(tǒng)，艦船領域，目前這個美國海軍供用的是800V的。這是幾個典型的產(chǎn)品，從市場的應用范圍來看的話，美國通用的市場份額比較大，波蘭這家公司的市場應用相對較少，目前他們已經(jīng)進入中國市場了，有相應的合資公司。
下面這幾款產(chǎn)品是我們七一二的產(chǎn)品，這個是我們90年代給北京地鐵供應的產(chǎn)品，下面是我們升級改造的產(chǎn)品，根據(jù)1500V系統(tǒng)的直流斷路器。最上面是4000千伏的斷路器。這個是軌道交通系統(tǒng)里面典型的配制圖，按照標準來說這里面有進線柜、負極柜等等。這是三種基本的脫鋪結(jié)構(gòu)，這邊是叫做零電流開關，上面的是零電壓開關，根據(jù)不同的功率等級和保護要求每個廠家都有相應的產(chǎn)品。這邊的項目是已經(jīng)商品化的產(chǎn)品，這個根據(jù)軌道交通領域內(nèi)的。我們七一二所的話是根據(jù)艦船系統(tǒng)開發(fā)了兩款產(chǎn)品，一個是根據(jù)潛艇的一個是根據(jù)水面艦船的。三中基本開關的優(yōu)缺點和比較，這里有一個簡單的羅列。這塊我重點對零電壓和零電流的開關優(yōu)缺點介紹一下。零電壓就是當使用并聯(lián)半導體開關時開通無電弧，不需要大的諧振元件。根據(jù)我們艦船系統(tǒng)的需要我們提出了新的拓撲結(jié)構(gòu)，日本根據(jù)軌道交通系統(tǒng)開發(fā)了幾款產(chǎn)品，目前這幾款產(chǎn)品在日本的軌道交通系統(tǒng)中都有應用。這個是波蘭的這個大學開發(fā)的斷路器，這個在歐洲的地鐵已經(jīng)有應用了。這個是日本的一個配電柜的現(xiàn)場。
前面不管是講零電流還是零電壓，都是根據(jù)不同的系統(tǒng)需求的應用?；旌现绷鏖_斷技術是一種結(jié)合零電流開關、零電壓開關、機械開關和半導體開關技術特點的開斷方式，該開斷技術充分利用了各種開斷方式的技術特點。這個艦船系統(tǒng)對這個可靠性要求比較高，下面我對這個拓撲結(jié)構(gòu)的工作原理做一個簡單的描述。電流通過這個S1和S2，故障的時候這個S1和S2同時打開，這個電流轉(zhuǎn)移到D2，當這個S2打到這個最佳開具的時候，預儲能斷路器通過這個S1S2放電，當這個形成零點的時候這個電壓會反向，這個相對于我們常規(guī)的零電流開關的話可靠性提高。基于這種拓撲，這個開關是在一個毫秒可以實現(xiàn)這個截斷，整個時間小于2個毫秒。根據(jù)這個時間和系統(tǒng)我們做了一個開關，這個開關是2013年在武漢大學通過這個方式做的一個實驗。可以看出這種開關的有效性，在武漢大學這個實驗室我們進行了這種實驗，達到了設計的要求。目前這個開關起迪還是有點大，現(xiàn)在我們通過優(yōu)化設計的產(chǎn)品，應該明年就可以出來。謝謝大家。
陳文波：直流配電與儲能在電能質(zhì)量治理中的應用
陳文波：我的這個報告內(nèi)容叫直流配電與儲能在電能質(zhì)量治理中的應用，最主要的目的是想做儲能的經(jīng)濟價值的挖掘。主要從這么幾個方面，一個是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)特點以及直流驅(qū)動力，還有就是電能質(zhì)量與供電可靠性的問題，第三個是源、網(wǎng)荷的高PQR的需求，第四個是直流配電與儲能提升PQ&R案例，還有就是熱點的探討。1958年這個電力電子時代的到來，還有就是數(shù)字化時代的到來，這個CP
和電力電子時代的整合給我們現(xiàn)在的生活帶來了很大的好處，同時也帶來了用電可靠性的高度需求。特別是DCS的發(fā)展，DCS當然是很系統(tǒng)的集成。我們現(xiàn)在來總結(jié)現(xiàn)在工廠其實有兩個流，一個是能量流，一個是信息流。在能量流上我們可以看到變頻器的大量應用有很大的好處，可以實現(xiàn)精密控制，同時因為它有直流用電，所以交直流混合也變成了一種可能。在這個信息流上大部分都是開關電源類的設備，所以開關電源類的設備直流和交流沒有什么區(qū)別。所以我們整體來說現(xiàn)在的工業(yè)現(xiàn)場就是能量流和信息流的交互網(wǎng)絡，當然在能量流上已經(jīng)不是單向的交互了，而是雙向的，特別是現(xiàn)在節(jié)能減排的需求有很多過程中如果可以反饋能量的，我們很多變頻器就帶有能量反饋的功能，把一些能量反饋回電網(wǎng)，起到一個節(jié)能的作用。另外我們可以看到每一個環(huán)節(jié)都會有一些信息的交互，所以能量流和信息流是相互影響的。整體來說，現(xiàn)在的這個工業(yè)現(xiàn)場是越來越復雜的這么一個交互網(wǎng)絡，所以在這個交互網(wǎng)絡里面只要有任意一個環(huán)節(jié)因為供電可靠性的問題造成中斷，損失是比較巨大的。
我們怎么來評價這個經(jīng)濟損失呢？我們可以看到這個縱坐標是電壓的敏感期，這個藍坐標是關鍵工藝。因為工藝不敏感，即使我們用了這個電壓敏感也可以不去治理它，能實現(xiàn)這個快速重啟的功能就行了。我們重點來看一下，實際上現(xiàn)在電網(wǎng)還有很多的問題是成為用戶和電網(wǎng)的一個矛盾的沖突點，其中最重要的就是電壓暫降和短時中斷，其中最重要的就是C4.110，大家有時間可以去搜索一下這個報告的內(nèi)容。我們來總結(jié)電壓暫降的影響，電壓暫降的持續(xù)時間可以視為下降區(qū)的一個延續(xù)，暫降對敏感負荷影響主要時間區(qū)間表現(xiàn)在電壓下降區(qū)與上升區(qū)。最重要的是我們來看一下整流性的設備，我們會發(fā)現(xiàn)當交流電壓發(fā)生變化的時候直流電壓對應的有一個變化的曲線，下降率和上升率有兩個參數(shù)。下降率主要是受負載率的影響，我們也認為整流設備交流的VTC不能準確反映它的耐受率，直流母線的VTC才能之久反映。這個是我們做的一個現(xiàn)場的測試，變頻器直流母線VTC無的測試，還有就是電壓暫降對于工藝設備的影響，整個工業(yè)生產(chǎn)設備的開機和關機都是在電壓正常的情況下進行的，但是工藝過程的這個開關機具有很明確的時許性，這個是通過控制系統(tǒng)的控制信號或者是通訊來進行的，所以當這個電壓出現(xiàn)下降的時候?qū)に囋O備來說也會造成一個非計劃的停車然后再開車，我們看一下設備的恢復時間、軟件恢復時間和工藝恢復時間等等，整體加起來時間就會非常長，對工廠來說損失是很大的。PIT的研究就是研究這個一次電壓暫降對整個過程的影響，因為時間關系我們不去詳講了。
當然，除了電壓暫降還有很多供電可靠性的事件，這些對工業(yè)現(xiàn)場的影響都會非常大。第三個就是看一下源網(wǎng)荷的高PQR的需求，電壓暫降對電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)都有影響，這個損失也會比較巨大。我們來看一下火電廠對電壓暫降的需求，或者是高PQR的需求?；痣姀S有六個系統(tǒng)，其中這三個系統(tǒng)都是為鍋爐服務的，水煤灰只要有一個子系統(tǒng)不能正常運行的話這個鍋爐都不能完成正常的工作，最重要的是給煤系統(tǒng)。這個是鍋爐的系統(tǒng)，F(xiàn)SSS邏輯關系，只要有一個設備受暫降影響以后所有的設備都會停掉，一秒鐘的暫降就造成這個鍋爐要停止15分鐘，如果所有的發(fā)電機組都面臨這種問題的話對大電網(wǎng)來說就會產(chǎn)生很大的問題。我們可以看到給煤給是時間最短的，現(xiàn)在很多電廠就提出了需求，就是說把這些過程時間都往后靠，靠到15秒，這樣的話就可以達到中斷15秒時間的話這個鍋爐也可以運行，這個就涉及到儲能。再有就是換流站，特別是冷卻水泵，冷卻水泵往往都是用變頻器來驅(qū)動的，我們可以看到它的功率非常小，但是只要這個泵一停的話整個高壓直流的換流站就會造成很大的損失。在工業(yè)側(cè)我們可以看一下，這是一個液化天然氣廠，這個工藝實際上是叫做級聯(lián)式的工藝，看它的第一級工藝，這個照片后面13面柜子是一臺大變頻，這個變頻停到之后所有的都會停掉，再恢復生產(chǎn)往往需要幾個小時到一天的時間，這個燃料大概是5萬噸一小時，所以這個火機點起來是非常壯觀的。實際上這種高壓的變頻器是可以通過再次啟動的方式來實現(xiàn)低電壓穿越的，我們可以看到每一次這個電壓暫降造成變頻器低壓保護之后這個壓縮機都沒有辦法起動起來，只能是通過停車再開車的過程。
依托儲能的直流母線我們可以生成很多的解決方案，這是針對不同行業(yè)的解決方案，主要是起這些作用?；谶@個直流我們還生成的工業(yè)的特種電源。直流的配電拓撲結(jié)構(gòu)剛才各位專家都講了，用戶都很聰明的，從這個技術角度當然是環(huán)網(wǎng)的技術是最難的，但是用戶往往花錢買的都是這個放射狀的，因為它最便宜、使用起來也容易。為什么要用放射狀的？直流配電就可以滿足這種高供電可靠性的需求呢？實際上是因為我們實現(xiàn)了交直流混合供電。如果單純的放射狀直流可靠性是不高的，但是我們?nèi)绻驮械慕涣髋涮紫到y(tǒng)形成了混合供電那這個供電可靠性就比較高了這是自己的拓撲結(jié)構(gòu)，當然這個結(jié)構(gòu)上可以看到我們也可以實現(xiàn)風電、新能源接入，但是我們現(xiàn)在做的大多數(shù)系統(tǒng)用戶都不買這筆賬，覺得這塊回報期太長。我就需要你這個系統(tǒng)加上儲能如果和我本地的柴發(fā)形成無縫銜接這個回報已經(jīng)足夠了。這個可以看一下德士古氣化是產(chǎn)生二氧化碳氫氣的，每次停機造成的損失都是幾百萬，這是高壓煤漿泵，這個崩一停掉就會造成連鎖停車。這是我們在現(xiàn)場治理的設備，左邊是直流一千伏的系統(tǒng)大家可以看一下全是開關柜負荷有四點幾兆瓦，右邊的兩個保的負荷功率比較小是一百多千瓦。當然這種系統(tǒng)還可以在通風裝置來用，這是我們做的PIT測試，很多客戶要求我們把GIT盡量往后延希望我們保的時間更長，實際上靠的就是儲能容量。這是我們在通風裝置上的應用，現(xiàn)在國內(nèi)幾大通風廠家跟我們都有框架性協(xié)議，基本上按部就班每一個工廠都在做直流配電的改造，當然化纖行業(yè)是做的最早的，現(xiàn)在化纖行業(yè)的工藝流程比較煩瑣產(chǎn)線非常長右邊是設備我們可以看一下，當化工原料從解壓機出來以后后面開始有增壓計量開始噴絲然后到后面卷繞，發(fā)現(xiàn)只要有一個過程停掉整個過程都會停掉那就就造成廢絲和殘次品，損失也是非常大的。還有一個側(cè)吹風和環(huán)吹風，每次損失都變得非常大。紡織工業(yè)里面有80%的負荷都是直流供電的。還有就是直流配電在電梯和樓宇的照明上的應用，實際上電梯的設備也是高危險的，因為扶梯造成的事故也很多。我們可以看一下這是控制圖，但是如果是因為是變頻驅(qū)動的可以把所有的電機都可以通過直流控電的方式保證不間斷，這是我們做的測試然后4噸載重通過直流的方式把電機保護起來。當然直流配電還可以在陶瓷行業(yè)做應用，我們可以看一下整個陶瓷傳動線還有窯爐里面所有的動力設備和風機都是可以直流通電還有油井上的控制，我們現(xiàn)在還是在做探索但是中國石油大學的康院長帶著隊伍已經(jīng)在油田上做了試驗，效果還是非常好的。鋼鐵行業(yè)也可以解決敏感設備停機的問題。玻璃行業(yè)我們也用的比較多，實際上玻璃行業(yè)和剛才的陶瓷行業(yè)有點類似，還有就是半導體是最早認識到直流配電對他們重要性的所以在很多新的半導體建廠之初就把自己的重要負荷形成了交直流混合配電的方式，每次輕微的中斷都會造成一些次品，所以他們把很多工藝設備都用了交直流混合，這是水泵、風機、空調(diào)雙機的。另外我們實際上還做了一些系統(tǒng)就是樓宇直流配電，樓宇直流配電是我們給深圳的建筑院做的示范項目他們大概會拿出5000平的面積做直流配電這是在我們自己的實驗室做的實驗平臺，這里邊包含了光伏直流樓頂光伏可以通過直流的變換直接給電池組充電，另外還有儲能直流配電。最重要的我們做了一個家庭的電氣直流直驅(qū)可以看到很多家里的電氣都可以通過直流來帶，還有交直流混合供電本質(zhì)安全化的設計。這是負荷的情況，時間的關系不多講了。在這個系統(tǒng)里面我們實際上是做了兩極，一個是直流400V還有直流220的主要是在房間里面的負荷，400V可以帶整個樓宇的動力，還可以在220部分做一個安全設計。即使整個樓宇其他的地方都停電了我這個部分依然可以持續(xù)供電，這是平臺的主要設備當然運行方式也比較多以新能源為主，這是現(xiàn)場的圖片。還有配上鋰電池自己給的直流配電的柜子，實際上工業(yè)現(xiàn)場我們做的最大的項目是在浙江2011年做了500V配電但是2015年發(fā)現(xiàn)總共已經(jīng)上了27.8MW了，這是直流500V配電系統(tǒng)在整個工廠里面分布在每一個角落總共達到27.8MW，對我們來說也面臨一個問題，這些直流500V的系統(tǒng)是不是有必要在上面更搭建一層更高電壓等級1.5千伏甚至3千伏還算不上中壓直流配電但是我們真的有必要在這上面搭更高電源，它的各個系統(tǒng)之間需要這樣一個協(xié)同控制，另外這些電池組如果做了集中以后就會發(fā)現(xiàn)不光可以做后備電還可以實現(xiàn)很多其他的功能。另外在中石化我們做了本質(zhì)安全化的直流配電示范，這個主要是用來解決化工廠里面很多的220V原先用交流不間斷電源來帶的重要負荷現(xiàn)在都用直流不間斷電源來帶，最大的好處沒有交流UPS的缺點，我們有一個化工廠因為UPS的故障造成了整個系統(tǒng)黑屏13秒，那對化工廠來說這是絕對不能接受的，這13秒后來用他們自己總結(jié)這13秒廠子沒有炸算是非常幸運的了，因為現(xiàn)場的控制系統(tǒng)全部不受控，但是用這個系統(tǒng)就不會存在這種問題了。熱點問題剛才我們講到了，就是用戶買儲能系統(tǒng)或者買直流系統(tǒng)最重要的需求是什么？實際上是買的是可靠性提升。我們自己來做一個比對，如果是2MWh的儲能系統(tǒng)如何把儲能系統(tǒng)的最大經(jīng)濟價值發(fā)揮出來？所以我們給它做了一個比例，一般的2MWh的儲能系統(tǒng)會用20%左右的容量來做穩(wěn)定新能源發(fā)電，當然如果是有新能源發(fā)電的系統(tǒng)可能會這么做。大概這19%和45%加起來我們會做負荷平移或者是做峰谷差價的盈利模式，這樣子總共才占到65%，那就意味著這么一個儲能系統(tǒng)里面我們永遠大概有30%-40%的容量處于浪費狀態(tài)，我們?nèi)绾伟堰@部分的價值發(fā)揮出來呢？實際上我們認為只要把這一部分剩余的價值用來做可靠性提升我們能把這一部分電只要撐一秒可能帶來的回報就是非常大的，所以我們認為如果你把一千瓦時一度電一小時放出來那它的價值就是七毛錢因為你掙的是電價差，如果你是用60千瓦放了一分鐘那它的價值有可能是6萬塊錢，如果是3600千瓦放了一秒鐘關鍵的時候放一秒鐘價值可能是3600，關鍵看你是什么時候放的。這是我們設計儲能系統(tǒng)后續(xù)最重要的指導方式。所以我們認為合理設計儲能系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)和容量配置可以實現(xiàn)多種功能的優(yōu)化利用，創(chuàng)造最大的價值，這個價值是客戶買我們儲能系統(tǒng)最重要的參考因素。當然電池組在應用的過程中還是會有很多的問題，今天李總也講了我就不多講了，儲能系統(tǒng)如果在現(xiàn)場能保證10年、20年有效利用安全因素還是第一要考慮的，這個包谷真的是太重要了。說這個是因為我們在現(xiàn)場確實都已經(jīng)吃了很多的虧我們才去做直流保護的。
最后做一個總結(jié)，儲能和直流是互為驅(qū)動的，特別是電化學儲能和直流配電是共生關系，我們利用直流配電高性價比可以減少儲能整體投資并實現(xiàn)多種功能綜合利用，為客戶創(chuàng)造最大化價值。再一個就是直流側(cè)的儲能保護非常重要，國臣一直都再灌注小問題，就是儲能行業(yè)這么蓬勃發(fā)展但是我們并沒有想著做很大的儲能系統(tǒng)我們只是想為儲能系統(tǒng)節(jié)省投資，用直流和儲能有效配合提高供電可靠性另外減少整體投資。另外一個就是直流的安全性，你們都在前面去淘金的過程中間我們在后面還是希望給你們提醒直流的安全非常重要、儲能的安全非常重要，如果有這方面的問題可以找我們一起來解決，謝謝大家。
陳文波：下面我們進入互動的環(huán)節(jié)，有請各位老師上臺做一下互動，現(xiàn)場哪位嘉賓要發(fā)言。
提問：我是來自浙江海得新能源的，我們公司主要是風電變流器。這方面我想咨詢一下馬老師和侯老師關于直流輸配電對風電的影響。現(xiàn)在大家都知道國家為了解決新能源消納問題建了很多的特高壓，在浦東邊現(xiàn)在做一個工廠或者項目就是因為要建特高壓要上網(wǎng)所以要求風電設備和風機設備都要具備高電壓穿越的功能，所以我想了解一下這是不是確實需要因為來了特高壓所以風電要滿足穿越的功能？早在低穿的時候在行業(yè)里面包括業(yè)主這邊也在質(zhì)疑這件事情低電壓穿越，對這塊希望能幫我解惑一下，謝謝。
馬釗：我就先說一說，我對您問題的理解可能還是不是太十分清楚。你說的高電壓穿越，你的問題是不是需要高電壓穿越。第二個問題是高電壓穿越應該由設備制造廠、設備來承擔還是由什么來承擔。第二個方面我沒太聽清楚。目前據(jù)我所知因為直流配電剛剛開始，對高電壓穿越還沒有標準和研究結(jié)果，但是我們目前全球調(diào)研里面沒有提到過高壓穿越的問題。這個問題挺好，馬上5月28日我們在都柏林開會如果可以你把你的問題寫一下發(fā)過來我在5月28日的會議上看看其他國家怎么做，下面我們也考慮一下。因為剛想讓我趙博說我想到他們深圳是不是做示范的時候考慮，看樣子確實還是一個新的問題，因為他們深圳做863做示范項目沒有考慮，北京863項目沒有考慮，北京公司牽頭做的實際上做兩套設備是背靠背，簡單的講就是背靠背就是直流背靠背把兩個系統(tǒng)連起來，如果出現(xiàn)故障就趕快隔離，原則是這樣，設計思想是這樣的。我估計也沒考慮高電壓穿越，你這個問題挺好，我目前只能回答道這個程度。你回頭寫一寫寄給我，我5月份開會把這個問題大家再討論討論。
提問：謝謝各位嘉賓精彩的報告，我提的這個問題也許大家都可以討論，就是在船舶上的應用直流系統(tǒng)或者是交流系統(tǒng)主要考慮給客戶的好處和價值是什么？主要就是對船設備的重量和供應密度就是設備重量體積這一塊的要求是不是現(xiàn)在傳播應用客戶非常大的一部分，不知道大家有沒有這方面的經(jīng)驗可以分享。在船這方面是不是很在意重量和體積這方面的東西？
趙宇明：據(jù)我了解他們的斷路器主要是配合國家的重大項目就是航空母艦的直流供電系統(tǒng)，這個相比于剛才說的配電還是高壓直流輸電或者高壓樹瘤電網(wǎng)最大一個特點是有很長的輸電能力，因為這個系統(tǒng)供電力很短，可以說對能力要求特別高。第二個來講對這個系統(tǒng)因為是軍用對可靠性要求非常高，因為你是船上的要防振防腐這些要求很高，據(jù)我了解他們主要是關注這些問題。
馬釗：我補充一下，因為這個事我們CIGRE在開會的時候有一個瑞士學院的教授其實從ABB到學院當教授，在ABB工作的時候就主要負責這塊。據(jù)我所知艦船和軌道交通都得考慮不能設備太重設備太重帶不動它走，像做電動汽車如果儲能電池在電動車里面太重的話那肯定效果不好，從這個角度講肯定重量也是一個很重要的因素因為大的艦船一出去都十幾天二十天，打著船出去不可能不考慮重量這是肯定第一個因素。第二個就是剛才趙博說的從目前艦船上所用的直流斷路器不是和我們現(xiàn)在所說的輸配電里面的直流斷路器不是一碼事，他那個直流斷路器好早以前就有了，原理并不見得是目前的MMC這種技術，那個技術是好早以前就有。他的那個原理實際上是好多年以前就是人為制造零點，人為制造過零點反向電流或者是電流器充電，應該說是1989年、1990年左右就有過的問題，實際上就是用LC電流串聯(lián)起來把參數(shù)配合好斜進然后頻率高了過零點更多，這樣子用交流的斷路就把它開好了是這么一個原理。據(jù)我所知艦船上用還是這個。
寥漢華：這位專家問的問題我覺得非常好，我也負責船舶行業(yè)但是我所在的部門是電氣產(chǎn)品業(yè)務部的，所以我們ABB在電力驅(qū)動方面這個船目前還是交流驅(qū)動。剛才中船重工那位專家說的是ABB完成了直流船，因為考慮軍船民船分兩類當然還包括海事的，就是海上平臺或者是以后在南海要投放很多的所謂有特殊目的的設備，那些設備就是軍船可靠性更高，所有的產(chǎn)品是要全部達到認證的，不管高中低。但是電力驅(qū)動在驅(qū)動方面用的是中壓的而不是低壓的，因為有船的配電和一個應急的有兩個，一般的電壓如果是小船的話民船，因為現(xiàn)在船舶海運事業(yè)不太景氣，這里面民用船更加考慮的是經(jīng)濟性因為要考慮成本和掙錢。軍用船考慮的是安全可靠，所以說在船的配電方面是有一個選擇性的配套必須要提供選擇性配套曲線這個船必須要提供，一般的都是有專門的設計院或者是設計建船單位可以提供這個要批，要符合。因為船的距離短雖然容量不大但是距離短，所以導致短路電流比較厲害，所以選的都是線流型的斷路器。
提問：各位專家我有一個問題想請教一下關于直流建筑的，剛才也聽了王教授介紹的很多關于直流建筑的內(nèi)容我感覺收獲比較大，我想了解一下現(xiàn)在我們在建筑領域如果我們在一個建筑里面開展直流供電的話相應的中段像直流負載比如說容量大一點的負載和更輕量一點的家電整個負載的系列產(chǎn)品成熟度現(xiàn)在到了什么樣的地步？有沒有比較好的產(chǎn)品能夠用在可靠性較高的領域？第二個就是在直流建筑配電的結(jié)構(gòu)里面，直流的電壓等級、直流的機械方式有沒有相應的比較典型或者標準化的模式和結(jié)構(gòu)可以未來做推廣？
王福林：我想直流的設備目前大多數(shù)設備已經(jīng)可以不做任何改造直接接到直流電上就可以使用了我們做過試驗，比如說臺式機電腦、筆記本電腦凡是用到電源適配器的設備雖然現(xiàn)在是用的交流，但是直接接到直流的線上就能直接工作，可以對于舊樓改造的話舊的直流交流供電改成直流很多設備是可以直接用的，如果改造了之后對于一個新建的建筑直接用直流供電然后用直流的用電器那電源適配器就可以節(jié)省掉了。美法直接使用直流電的用電器是有交流電機的用電器，比如說有些空調(diào)用的是壓縮機包括室內(nèi)外風機的驅(qū)動電機都是用的交流電機，這種電機用在交流電上是沒法直接運行的需一些專用的直流電機驅(qū)動的空調(diào)裝置、直流電機驅(qū)動的冰箱、洗衣機等需要的設備。您說的關于直流專用的插頭插座目前有這樣的需求但是還沒有形成標準，的確有直流專用的插座、插頭這樣的設備之后可以避免產(chǎn)生一些誤操作，產(chǎn)生一些不必要的損失。
馬釗：關于現(xiàn)有直流2000年在英國每一個電力公司的技術人員每年有兩次頭腦風暴，大家說一說新的發(fā)展方向、新的研究項目。我記得2000年的時候就提出了家里的電視機、計算機尤其是銀行實際上好多東西用的都是直流的，交流換成直流的。如果說我們直接用直流件給直流符合供電的話可以省掉好多的便壓器。比如說計算機每一個計算機都帶一個小變壓器，但是想想全世界這個有多少，但是大家都覺得這個項目挺好的，但是當時就是說做一個樓宇或者做一個小地方試驗就是找不到這個，沒有直接直流負荷就可以直接一擦就擦上去的，沒這個東西，每年評估重要性和探究未來要不要這么做的時候都提它但是每年都放到底下去。但是去年在背景開會韓的一個島上做直流，三星給他提供電視機和冰箱全部是直流電的，所以他們的項目我不太記得應該是2018年還是2019年完成，如果這個事件成功據(jù)我們所了解這應該是第一個真正的家里全部是用直流的，這是大概這么一個趨勢。再一個去年日本在愛之工學院（音）他們校園里面裝的是太陽能風能直接反直流，但是分了兩片園區(qū)一片現(xiàn)在已經(jīng)封上了但是都是直流的，但是負荷沒有又把直流轉(zhuǎn)換成交流或者是把冰箱轉(zhuǎn)成交流模擬在用，可以說你提這個問題對未來的發(fā)展確實是非常重要的事情。如果說這些設備出來的話，直流的發(fā)展會比我們現(xiàn)在想象的迅猛的多。我就補充這么多。
李忠：我們正在參與深圳樓宇直流配電，我們這塊負荷也正在統(tǒng)計中。我們現(xiàn)在把樓宇直流電壓等級分為兩級，高電壓等級我們想往標準上面靠到750V，但是這里面本來這上面只要掛幾個重要的一個是光伏直接掛上去，還有一個是我們的充電樁還有一個就是大功率空調(diào)。對于空調(diào)和充電樁因為本身的直流輸入范圍很寬在750V都能滿足要求，光伏這塊理論上也是能滿足要求，因為我們家里面沒有現(xiàn)成的DCDC變換器所以我們最后把它750V降為了600V，另外下面一極我們用220V，現(xiàn)在很多半空的設備都可以直接往上面掛，因為要讓它直接改造成一個直流我們這么一點用量是不可能讓制造廠商來變?，F(xiàn)在電腦其實是可以直接插到220直流上面，上面還帶了很多照明。
提問：關于DC標的我想借這個機會再請教一下關于剛才提到直流建筑，其實我還是想問一個根本性的問題，因為我們現(xiàn)在建筑都是用交流的配電其實用的也挺好，所以前面我聽王老師的報告里面有講到前面您講研究動機里面有兩點，一個是現(xiàn)在的峰谷差第二點是減少ACDC之間變換的環(huán)節(jié)提高能效減少損失，我想針對這兩個問題現(xiàn)在交流系統(tǒng)企事業(yè)能解決。峰谷差也是通過儲能在交流上面可以解決能量，能量的平衡或者功率的平衡直流和交流的變壓形式并沒有本質(zhì)的聯(lián)系，這是第一點。第二個減少ACDC變化環(huán)節(jié)其實假如我們的建筑能量來源絕大部分是來自于電力系統(tǒng)的話，如果還是大部分來自于電力系統(tǒng)的話目前的電網(wǎng)還是要的，那么減少了負荷或者用電器的整流環(huán)節(jié)必然能量還是會流向AC和電網(wǎng)之間的接口，要從電網(wǎng)把電網(wǎng)交流整成直流，把這么多的小容量ACDC去掉最后匯總到關口的地方去變成一個大的ACDC，這樣對能量轉(zhuǎn)化損失其實并沒有太大的幫助，這是我個人的理解不知道對不對，希望各位專家能夠給一些建議。
馬釗：我先說一句，你的觀點還是用傳統(tǒng)的思想看現(xiàn)在的形勢。我為什么這么講呢？因為現(xiàn)在的電網(wǎng)我們說的分布式電源目的就是就近發(fā)就近用產(chǎn)用能一體化這樣效果就高了，當然還是說我們中國的特點就是資源分布都是東北西北我們負荷都在上海、東南，這樣的話必須要有特高壓那也對，但是如果說我在浙江和江蘇在這一塊一個小區(qū)愿意自己做太陽能，愿意用那邊的儲能我自己自發(fā)自用足夠了，為什么非得用你的從幾千公里以外來的？到那也有可能是綠色能源也有可能是火電，我現(xiàn)在效率很高也省錢我現(xiàn)在要交錢可以逐步減少甚至于零然后還可以收錢，我為什么非要用這個？我不知道我回答了你的問題沒有。
提問：我覺得就是就地消耗本地新能源發(fā)電、光伏發(fā)電結(jié)合儲能，這是我比較認同最大的動機。
王福林：我想您說的沒錯很多人有相同的觀點，交流也可以蓄電為什么非要用直流加蓄電呢？主要是因為電池是直流的，所以就必須經(jīng)過ACDC再DCAC兩道過程。如果在建筑里面直接用直流的話至少可以省調(diào)逆變的這一部分，省掉這一部分成本和損失，這是第一個回答您的問題。第二個就是本來小的ACDC用在設備上的變成直流電流之后變成一個大的變換，希望通過大的集中式的ACDC變換效率比這一個一個小的有所提升有一定量不太大的節(jié)能。
趙宇明：剛才您提的問題就是現(xiàn)在如果是一個建筑用直流供電系統(tǒng)有什么樣的東西可以接，在2016年5月份我們策劃項目的時候在珠三角地區(qū)做了一些調(diào)研，根據(jù)我了解的情況剛才王老師在PPT里說了珠海格力公司做了一個光伏驅(qū)動是把交直變化中間給打開了，這樣的話這種解開的變頻器上面直接接入系統(tǒng)是可以接的，反之如果是現(xiàn)在集成式的變頻器改造肯定比你們降的還要高，沒有問題。第二個就是一個合適的接入比較好改造的就是直流充電樁，因為直流充電樁要么就是做的精致一點的不外乎這兩種東西，把前一極的東西去掉的話無線電壓做一些調(diào)整后面隔離也是可以比較方便的改造，其他的話目前來講還有一類比較方便接入的直流供電系統(tǒng)就是開放電源，我們跟深圳市的開放電源廠商也做了一些交流。他們說如果是直流供電音符低壓系統(tǒng)對SPS在交流系統(tǒng)匹配電路上有提升，因為大家也知道SPS必須有EMI，如果你把前一極兩個PFC加到里面去簡化了產(chǎn)品的設計在一定程度上也簡化的產(chǎn)品的成本，主要是這樣。但是現(xiàn)在目前來講基本上沒有這么做，因為現(xiàn)在沒有這個東西可以用。其他的像光伏、風機還有一些儲能做的改造也是可以做，情況跟開發(fā)電源是一樣的，基本上是這種情況。目前來講剛才問有沒有什么東西，目前來講實際能用的在國內(nèi)也就是格力光伏空調(diào)是可以經(jīng)過很少的改造接到直流電壓上去，其他的必須進行該雜，而且改造驅(qū)動只有量上去了這些廠商才會有能力去做。因為我們做這樣一個改造也希望針對深圳市建科院王老師和陳總做的示范工程接入一個科研項目就是找應用場景，做SPS或者是變頻電機驅(qū)動或者智能充電樁會有所改進，但是整體來講改進我們估計了一下，如果是從交流系統(tǒng)全部替換成直流系統(tǒng)把中間去掉其實改進提升的能效是很有限的，大概也是3%-5%把光伏這塊去掉不到8%，中間是直流變交流和交流變直流，因為大家看到各種各樣的文章基本上來講都是把它簡化，我們想基本上來講一個建筑物直流供電系統(tǒng)應用前提很重要，剛才也說了一定是在有比較大的分布電源情況下才適合去上或者適合去考慮這種東西，否則來講像你剛才說的把分散小的集成成一個大的整個系如果負荷低的話反而做的不好，這樣還不如按線來走。如果系統(tǒng)有很明確的大型驅(qū)動有很明確的大容量充電或者數(shù)據(jù)中心這一類的附近還有比較大的分布式電源資源像光伏、風電在特定區(qū)域內(nèi)或者一個特定場景下是可以考慮這種方案，反之我也不認為可以直接把他們接到直流供電系統(tǒng)。不論是在成本上還是小衣裳都不是太合適的。
提問：首先祝賀國臣進步很大。我問李總一個問題，您現(xiàn)在研究直流保護上面有交流保護還有PCS本體也有保護，這三個之間怎么配合關系？動作時間是誰快誰慢？直流保護怎么配合？
李忠：這塊也是我們正在研究的重點，其實系統(tǒng)越復雜PSC、變化器種類越多廠家越多控制策略就越離散，所以我們在現(xiàn)在的系統(tǒng)中間初步考慮首先是仿真，模型建立確實也比較復雜。您說的誰快誰慢其實我們初步分析限流很多情況下帶有限流性質(zhì)的PCS會先進行限，但是有的還是關不斷最后還要我們的保護進行關。假如說這個本身沒有限流的能力那保護會在前面。還有配中低壓配電用的直流斷路器本身的動作時間也比較離散，快的話大概有7-8個毫秒左右，但是慢的話基本上都要10毫秒以上，所以對我們保護計算的要求通常在3毫秒以內(nèi)必須判斷出來驅(qū)動，這個主要看誰快誰慢看最后的結(jié)果。
提問：我想問一下因為光伏直流也是作為直流，但是它的保護標準是比較完善的。如果說直流低壓配電進入建筑物的話那么相關的保護包括過流防護、電磁干擾相關現(xiàn)在我想問一下有沒有產(chǎn)品？有沒有相關的工程標準？如果沒有工程標準的話你做的所有工程實際上無法保證相對安全性，請嘉賓們回答一下。
李忠：您說的是接地這一塊嗎？
提問：不是，就是作為低壓配電系統(tǒng)而言對交流有防護的包括接地這方面都是有相關規(guī)定的，那么直流我印象中好像沒有，那么如何保證安全？因為你走入家庭或者走入建筑物，我想問有沒有相關的標準可以為我所用？
陳文波：我們國內(nèi)針對低壓直流配電特殊微型的防護措施現(xiàn)在還沒有標準，我也是早上看到馬老師IEC標準體系里面低壓直流是在進行標準制定。真正的示范項目特別是樓宇建筑的示范項目還沒有現(xiàn)在我們自己要搬新樓做直流配電簡直就是三無，想怎么設計就怎么設計，自己做的想?yún)⒄諛藴识紱]有。我知道您是這方面的專家，希望你牽頭我們做一點樓宇直流配電這方面的標準。
馬釗：我補充一點，我知道英國有一個也不是標準就是光伏接入的時候保護的要求，相當于技術條件但是不到那個水平，但是又是需要。所以發(fā)了一個工程推薦導則一樣的東西供你參考，但也不是說你非得執(zhí)行。我今天講的最后一個問題，因為電力電子設備非常之快，我們現(xiàn)在甚至說是納秒級、毫秒級的所以原來交流保護理念都不一樣，還加上光伏、風機特性和我們原來模擬的同步機根本不一樣，阻尼很小了，所以這個東西都在電里，保護應該是要做很深入的研究，你提這個問題確實應該做但是目前全世界也沒做出來。但是不同國家因為已經(jīng)光伏發(fā)項目這么多了都在做，具體的各個國家像英國的好像是五十幾，如果你找不到可以參考。
提問：就光伏而言我已經(jīng)拿到了REC62548光伏戰(zhàn)略我們已經(jīng)都用上了，只是直流配電。
馬釗：配電系統(tǒng)現(xiàn)在還沒有。
提問：非常感謝各位專家，今天下午聽到了很多良好的建議和思考。我是來自深圳建科院的，想問一下大家可能討論了很多直流在建筑當中的困難有標準的問題、末端產(chǎn)品的問題，我們還是以發(fā)展的眼光看這個多年之后回頭來看發(fā)現(xiàn)這些問題都不是問題，我們也很高興、非常慶幸在今天邁出這一步，但是王老師當時說我們可嫩會帶動三萬億改造的產(chǎn)業(yè)但是這個話反過來說這三個億也有可能是很大的阻礙。對于我們來說現(xiàn)在邁出第一步做示范項目之后我們的系統(tǒng)應該戰(zhàn)線什么樣的性能，能讓普通的群眾和用戶感受到直流用電的好處？
王福林：直流用電的好處應該包括幾個方面。第一個方面就是說它能夠節(jié)省成本，用了直流供電之后各個用電點的電源失陪器可以節(jié)省掉了，每個用電設備可以節(jié)省這些成本。節(jié)省掉ACDC適配器對應適配器所需要的使用空間都可以節(jié)省掉。另外第三個優(yōu)點就是可以提高轉(zhuǎn)換效率，剛才也提到了至少可以節(jié)省掉DCAC逆變的損失，從建筑內(nèi)部來說可以有這三個方面的好處。從建筑外部對電網(wǎng)來說通過直流加蓄電可以大大的消除峰谷差對電網(wǎng)的高效運行具有更大的外部效益，我想從內(nèi)部和外部這三個方面能有這三個方面的好處。具體一個示范樓來展示的話我覺得需要把這三個方面的好處給戰(zhàn)線出來，一個是說有具體城市數(shù)據(jù)、實時演示，這棟樓全直流供電通過蓄電能夠?qū)崿F(xiàn)同電網(wǎng)沒有峰谷差的用電這個狀態(tài)現(xiàn)實出來，再一個是直流供電的時候系統(tǒng)的輸配效率、實時測量數(shù)據(jù)到底是多少，跟交流供電效率相比到底是提高了還是降低了，提高了百分之多少通過一些具體數(shù)據(jù)展示出直流供電的效益。
趙宇明：剛才這位先生也問了供電系統(tǒng)的優(yōu)勢到底在哪，剛才也說了社科院有一個示范系統(tǒng)。第一個方面就是上了那套帶分布式電源和直流供電系統(tǒng)，那么你用這套系統(tǒng)相比分布式電源和負荷接到交流系統(tǒng)功能的提升多少，這是要注意的。當然你們院的劉總也關注這個問題，因為是建筑科學院的整個建筑設計和分布式電源有很多的經(jīng)驗，特定應用場景下直流配電系統(tǒng)到底在節(jié)能或者說提高工作效率上有多大的改善，這個是希望能夠得到明確的說明而不是一個簡單的測算或者說推算，這是第一個。第二個問題因為你畢竟是面向非專業(yè)人員的不是工業(yè)系統(tǒng)也不是專業(yè)的電工而是一個民用系統(tǒng)，這樣來講直流配電系統(tǒng)安全是最重要的，就是剛才這位專家說的這個東西一旦發(fā)生短路的話如果人觸碰了以后怎么樣評估，因為剛才大家一直在說很難洗，如果發(fā)生其他的故障容燃燒跟交流觸電能不能快速脫離這是很重要的一個問題，因為這兩個方案還有一個比較明確的差別。第三個來講如果經(jīng)濟性和安全性解決了那就是一個運營模式的探討，現(xiàn)在來講英國在2000年就提出了直流供電系統(tǒng)，其實在2010年的時候珠三角地區(qū)的家電企業(yè)他們也成立了直流家電聯(lián)盟，但是這個東西也是做了幾年以后就自行解散了，因為主要也是推不下去，我個人思考主要原因就是投資方和受益方不是一家，投資方上了大量集中的直流系統(tǒng)接光伏、直流電源和負荷所以受益是住戶，做投資以后給你節(jié)省能耗我怎么從事這種住戶節(jié)省能耗呢？反過來補償我的投資并得到盈利這是很關鍵的問題?，F(xiàn)在來講為什么數(shù)據(jù)中心、服務器中心能搞得起來？因為投資方和受益方是一家，中國電信、中國移動和阿里云，他用直流供電系統(tǒng)可以把UBS結(jié)構(gòu)包括整個系統(tǒng)供電結(jié)構(gòu)簡化很大，如果你的投資和用戶分開那你這個東西怎么搞？我覺得現(xiàn)在不把這個問題解決技術上是推廣不下去的。
提問：想請教深圳供電局趙博設備型的問題，在您的報告里面提到了全固態(tài)混合式直流樣機，上面也提到了成本低這是跟哪一種方式比對？剛才馬博士有在提，是跟傳統(tǒng)的機械加ACDC方式去匹配嗎？這是第一個問題。第二個問題直流便壓器樣機這里面沒提到成本，是不是比傳統(tǒng)交流變壓器要高很多？
趙宇明：我們給的拓撲結(jié)構(gòu)叫做混合式結(jié)構(gòu)，所以混合式的結(jié)構(gòu)正常來講在2012年的時候ABB公司他們發(fā)布了一款混合式的直流斷路機，拓撲的結(jié)構(gòu)是機械式開關，損耗很小當然跟機械開關是串聯(lián)的跟我們拓撲可以看一下，同時在正常運行可以，如果是有故障的話連著后面的就會關斷強制電流向轉(zhuǎn)移支路轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移支路就是其他可關器件的支路，通過這個強行打開電流，殘余的能量全部轉(zhuǎn)移到能量吸收值，這個是混合式直流斷路器基本的構(gòu)成，這個構(gòu)成相比于任博士介紹的開斷能力沒有那么大，因為不是通過疊加人工的點來做的，但是幾千萬到十幾千萬是可以做得了的。我說的成本低主要是針對采用機械式的成本來說的，直流斷路器相比于傳統(tǒng)的直流開關最大的特點就是要達到5毫秒以內(nèi)，這樣來講的話采用機械式開關必須都有一個形成達到1%開具才可以，這樣來講的話儲存的能量越大需要的能量就越大，必須采用電磁儲能的東西，這個來講有電磁儲能機構(gòu)和其他的，還有其他的輔助設備整個操縱機構(gòu)在中電壓等級成本是高的。第二個來講是機械機構(gòu)，有快速分段和快速分段后機構(gòu)阻尼的問題，你得讓它停下，不光是動起來還得讓它停下那個能量也很大這樣就帶來可靠性的問題。高壓開關的操縱機構(gòu)帶來可靠性問題如果是跟電力系統(tǒng)很熟悉的話是很嚴重的事情，這樣來講的話我說的主要是這個事情。還有您說的垂直便壓器說白了有點類似于電力電子便壓器，肯定價格會高一些，這個肯定是沒什么說的但是直流便壓器做出來目前來講直流電網(wǎng)或者直流不同電壓等級的系統(tǒng)和線路進行連接當然了你也可以有很多的拓撲結(jié)構(gòu)做這個事情，實現(xiàn)連接可以做交直流變化來實現(xiàn)這個，其實我們也是這么做的，當然我們把這個東西做的更集成一點，這個特點首先來講就是直流便壓器的特點就是能量密度比較高，怎么實現(xiàn)的呢？工作頻率高，50赫茲下的線圈內(nèi)的產(chǎn)品體積要比高的要大得多，這樣來講連接兩側(cè)隔離變壓器就很小，我們主要是實現(xiàn)了這個。當然您說開關跟傳統(tǒng)的交流開關價格肯定要高很多，我為什么在PPT前面一開始就說直流系統(tǒng)、直流配電系統(tǒng)或者直流用電系統(tǒng)只是傳統(tǒng)交流配用電系統(tǒng)的補充和提升，你的客戶有具體需求他能支付建設直流配電系統(tǒng)的成本，他認為你的投資成本帶來的效益在電能質(zhì)量和供電可靠性的改善可以避免他的損失，他所帶來的損失比他自己的投資和運維要大那他肯定要上，這個來講是有一定的目標。因此我就是說在配電系統(tǒng)或者交直流混合供電系統(tǒng)肯定是一個解決方案。
提問：今天聽到各位老師和專家的介紹受益匪淺。其實我們在直流配電網(wǎng)儲能應用方面想我覺得核心問題想請教一下，核心問題還是采育應用導向，但是我們感覺在實際工作中應用導向不是很明確，看看哪位老師在這方面怎么來促進專業(yè)的發(fā)展，我們往哪個方向去走更好一些？
馬釗：簡單的講電力系統(tǒng)面臨的任務是兩大塊。第一塊是未來的變化，另一塊現(xiàn)有的變化怎么樣提高它的效率，怎么樣能把現(xiàn)有的系統(tǒng)和設備用到極限，也就是說明天換今天把它換那是你的本事，一方面是開源一方面是截流。開源方面就是可再生能源要盡量多的用，這是國家政策、這是世界大家公認的減少二氧化碳。目前可再生能源最大限度能夠規(guī)?；镁褪翘柲芎惋L能，但是很難講也有可能再過幾年新的技術出來可能比太陽能風能更好那就不好說了。不管怎么講，直流配電現(xiàn)在能夠全世界關注就能夠解決這兩個問題。第一個它可以接納更多的可再生分布式能源。另一個對現(xiàn)有系統(tǒng)來講現(xiàn)在的系統(tǒng)都是傳統(tǒng)的設計，從來沒有考慮雙向流動也從來沒有考慮用戶還可以弄一個電動車可以充電也可以放電，這個怎么樣能夠調(diào)節(jié)它控制它呢？電力電子。因為電力電子可以國內(nèi)柔性的ABB叫Light，不管怎么講用VSC這個技術有靈活性，一靈活調(diào)節(jié)起來就方便一些，這就是為什么電力電子設備越來越多，盡管你們說的電力電子設備很貴，但是為什么技術朝向還是要往這里面流呢？因為未來如果規(guī)?；院蟪霈F(xiàn)規(guī)?；б嬉院箅娏﹄娮釉O備用的多了產(chǎn)量高了價格就下來了，因為我們已經(jīng)看得到各個行業(yè)都是這樣的光伏板也是這樣的。如果電力電子無用的多了現(xiàn)在我們也可以自己做IGBT，如果用的多了產(chǎn)量上去了價格也下來了，所以電力電子就用的多了。我說的就是從更高一層看的話為什么要有做直流配電，為什么電力電子用的多這個就是我個人的看法也是一種潮流。當然你說的我十分贊同，今天說的直流配電、直流LVDC、MVDC真正的要上項目怎么做？說老實話上一個項目就要做項目的可行性分析，技術經(jīng)濟必須要比較，投入產(chǎn)出比。如果投入了沒有產(chǎn)出當然不愿意做這個東西，但是如你想做示范工程說我是世界第一個八單十二單的，我就是為了做這個樣板當然也可以做。但是如果從經(jīng)濟角度考慮必須每一個工程都做，我們有時候考慮的經(jīng)濟因素不管那些就做一個示范工程我就是世界第一。希望我說的這些能夠有點啟發(fā)，謝謝。
陳文波：謝謝王老師。因為時間的關系我們不得不停止了，今天實際上與會各位專家我們一起交流了中壓直流驅(qū)動力，關于中壓直流的驅(qū)動力大家還在討論和懷疑到底有多大的驅(qū)動力驅(qū)動著我們會去建中壓直流。但是關于低壓直流的驅(qū)動大家都不再懷疑了，特別是工業(yè)的低壓直流大家都在干了，因為供電可靠性能帶來效益。但是關于樓宇和民用的低壓直流大家還在思考它的安全性和驅(qū)動力。不管怎么樣，我想這是一個好的開端，實際上關于中低壓直流的技術內(nèi)容確實還有很多東西沒有討論到，比如說低壓直流配電的特殊危險防護措施還有直流配電的電能質(zhì)量，確實這是一個很大的專業(yè)內(nèi)容但是今天也沒有嘉賓提這個問題。另外實際上我們知道在軍方特別是供電可靠性場所關于網(wǎng)格狀的直流拓撲結(jié)構(gòu)一直是研究內(nèi)容，網(wǎng)格狀實際上是無數(shù)個環(huán)網(wǎng)組合，這塊大家如果有興趣我們下次可以再單獨的交流?？傮w來說，感謝各位專家的辛苦付出，感謝所有的參會代表堅持，謝謝大家。
