高压直流供电

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高压直流供电范文第1篇

【关键词】通信机房 高压直流供电系统 交流UPS电源系统 推广措施

一、高压直流供电系统的概述

高压直流供电系统是由多个并联冗余整流器和蓄电池组成的，正常情况下整流器将市电交流电源转换为270V、350V或420V等直流电源，供给电信设备和给蓄电池充电。电信设备所需的其他等级的直流电源，由DC/DC变换器变化而来。当市电交流电源停电时，由蓄电池放电来为电信设备供电；当市电交流电源长期停电时，由备用发电机组来为电信设备供电和给蓄电池充电。

二、高压直流供电系统应用于通信机房的优缺点

2.1 高压直流供电系统应用于通信机房的优势分析

相较于传统的交流UPS电源系统，高压直流供电系统缺少了服务器机构内部的AC/DC整流器和DC/AC逆变器，大大提高了供电系统的效率，从而极大地降低了供电系统的发热损耗。具体说来，高压直流供电系统应用于通信机房具有如下优势：（1）技术方面的优势。高压直流供电系统的蓄电池组和并联整流模块构成了冗余关系，总体可靠性大大提升；采用模块化结构，可根据输出负载的大小，对开机运行数量进行灵活控制，从而大大提高系统的转换效率；输入参数得到了极大的改善，因此可以降低补偿电容的耐压要求；带载能力大大提升，不需专门考虑安全富余容量；可以实现不停电切割，极大地简化了割接改造过程。（2）投资方面的优势。对于通信机房而言，采用高压直流供电系统所需的投资较低，并且电源系统和电源模块都可以根据需要分期建设，因此投资节约率更加明显。（3）运维方面的优势。高压直流供电系统的转换效率较高，因此将极大地节约电费成本。与此同时，高压直流供电系统采用整流模块化结构，非常便于现场替换，可以极大地降低维修概率和维修成本。

2.2 高压直流供电系统应用于通信机房的缺陷分析

虽然高压直流供电系统应用于通信机房时，在很多方面都优于交流UPS电源系统，但是仍然存在以下缺陷：（1）输出配电的安全性有待提高。当人体触摸到高压直流供电系统时，会发生电击危险，同时高压直流断开时容易产生火灾，因此输出配电的安全性有待提高。（2）输出配电器件的选用有限。由于高压直流供电系统的熔丝、空气开关、继电器和接插头都需要能在高压直流条件下进行工作，因此可供选择的品牌和型号有限，并且成本也较高。（3）对用户设备的要求较高。由于高压直流供电系统采用高压直流输入，因此对保护电路和接插件等都有较高的要求，需要经过专门的改造。

三、高压直流供电系统应用于通信机房的制约因素和推广措施

3.1 高压直流供电系统应用于通信机房的制约因素

目前制约高压直流供电系统应用于通信机房的因素主要有以下几个方面：（1）后端设备的适应性。采用高压直流供电系统时，会改变设备电源的标称运行环境，而目前通信机房中由部分后端设备并不支持高压直流供电，因此必须针对不同的设备进行电路分析和实际试验，将会增大技术风险。（2）电源系统的定型和批量化生产。目前高压直流供电系统并没有形成相应的技术标准，缺乏大规模商用的实践支持，因此电源系统的定型和批量化生产比较困难，导致产品的价格居高不下。（3）相应配电器件比较缺乏。高压直流供电系统的整流器模块所涉及的元器件比较常见，但是断路器和熔断器等配电保护元件比较匮乏，影响了系统的大规模推广。（4）监控系统。如果要在通信机房中大规模使用高压直流供电系统，就必须将其纳入到动力环境监控系统中，但是其配套电池组目前还没有厂家可以提供专用的240V电池组监控单元和配套的软件子系统。

高压直流供电范文第2篇

关键词：高压直流输电系统；故障分析；线路保护

引言

高压直流输电系统拥有输送电流容量大、功率调节容易、电网互联方便、送电距离远、线路走廊窄等优势，因此在远距离电能传输、分布式能源接入电网、非同步电网互联以及大城市中心区域电缆供电等领域拥有明显的优势[1]，我国也已经成为了直流输电大国，高压直流输电系统一旦出现故障，将会造成较大的经济损失与威胁用户的安全。因此提高高压直流输电系统运行的安全性与可靠性是人们普遍关注的问题，也是急需解决的问题。

1 高压直流输电在大都市受端电网的应用前景

高压直流输电技术与交流输电技术相比较而言，高压直流输电技术不存在系统稳定问题，限制短路电流，调节快速、运行可靠，没有电容充电电流这些问题，因此高压直流输电技术在长距离大容量输电以及电网的互联方面适用性很强。而且就我国目前电网发展的情况来看，中部和东部沿海地区电力消费占80%左右，而我国水能资源主要集中于西部和西南部地区，使中部和东部沿海地区大都市存在远距离、大容量输电以及电网互联等方面的问题[2]，而且在大城市的电网发展中，动态无功不足、短路电流增大、可再生能源发电电源并网运行影响电网运行稳定等问题越来越突出，继续解决高压直流输电凭借其优势能够很好的解决这些问题。现阶段，我国特高压输电技术还不够成熟，而且直流输电可控性高，在隔离故障方面，效果较好，在输电运行管理方面也比特高压输电技术更有优势，采用直流输电解决电网互联问题，可以有效的解决两网之间互相干扰问题，保持两网之间的稳定性。随着高压直流输电技术的不断进步，直流输电系统中换流器价格的下降以及换流站利用效率的不断提高，高压直流输电技术在大都市受端电网的应用前景广阔。

2 目前上海电网直流输电情况

上海电网在我国所有电网中，是最大的城市电网，但是上海电网存在一些问题。2011年在上海南汇风电场建立了柔性直流输电示范工程。500千伏电网是上海电网电力吞吐的主网架，存在电网安全水平有所下降，供电可靠性和供电能力不足，无功功率减少等问题，解决500潜伏电网中存在的问题，将直流输电设备安装在500千伏市内环网与市外受电通道上，使设备两端交流电网短路容量传递被隔断，从而使500千伏电网保持畅通。220千伏电网是上海电网的主要供电网络，存在供电能力不足、动态无功电源容量较小的问题，针对220千伏电网存在的问题，将柔性直流输电设备安装在220千伏分区电网的重要联络通道上，以提高电网的供电能力。上海有崇明、长兴和横沙3座比较大的岛屿以及一些小岛屿，解决上海电网向海上孤岛供电的问题，采用了柔性直流输电技术[3]。

3 造成高压直流线路故障原因分析

3.1 雷击

直流系统的两根极线极性相反，遭遇雷击时，会引起直流线路发生故障。直流被雷击后，电压会在一瞬间急剧升高，此时如果直流线路的绝缘承受不了瞬间急剧升高的电压，直流线路就会出现问题。

3.2 对地闪络

由于直流线路杆塔的绝缘长期受到风吹雨打，霜冻雾化，以及树枝的摩擦，其他污染物的污染，对出现损伤，绝缘功能下降，就容易发生对地闪络现象。直流线路一旦出现对地闪络现象后，直流线路的电压和电流的变化会急剧加快，并且迅速从闪络点向两端的换流站传播，而且电压的突然变化会引起直流线路突然放电，造成线路产生高频的暂态电压和电流。当发生这种情况后应及时如果切除直流电源，因为如果不能及时切除直流电源的话，很难快速解决问题，并且还可能使直流线路产生更大的故障。

3.3 其他原因

由于高压直流线路通常情况下都比较长，线路经过长期的腐蚀或者其他原因，有时会出现线路断线情况，有的时候，高压直流线路贯穿于树枝之间，由于树枝碰撞会出现高阻接地情况，造成高压直流线路发生故障，而且由于高压直流输电线路比较长，高压直流输电线路在途中很可能会与各种不同电压等级的交流输电线路相交，在直流、交流输电系统长期运作下，由于一些原因很容易发生交流和直流线路碰线的现象，造成高压直流线路故障。

4 电网故障造成多回路直流输电闭锁可能造成的后果

电网故障造成多回路直流输电闭锁后，会使得交流通道过负荷、系统无功需求激增、系统电压陡降，甚至会造成整个交流线路连锁跳闸，将可能造成重大的经济损失。因此需要分析可能造成回路直流输电闭锁的原因。高压直流输电系统中，直流输电系统模块频繁发生瞬时故障引起现场总线系统频繁切换，会造成电网故障。换流站内双极区如果发生异常造成电网故障，也使多回路直流输电闭锁，会导致换流站停止运行。因交流系统发生故障导致多回路直流输电闭锁使，会造成直流系统双极停运。

5 高压直流线路故障暂态分析的重要意义

由于高压直流直流线路在保证整个直流输电系统安全可靠运作中发挥着至关重要的作用，而且由于高压直流线路较长，容易发生短路、对地闪络、雷击、高阻接地、交流和直流线路碰线等情况，这些安全隐患的存在大大威胁着整个直流输电系统运行的安全可靠性。同时，现阶段，直流输电线路的行波保护很容易受到雷店、交流侧故障以及换相失败等故障的影响，而且高压直流线路的高阻接地也存在一定的安全隐患，为了提高直流输电系统运行的安全可靠性，对高压直流线路故障暂态分析是很有必要的。高压直流线路发生故障暂态时，其中包含了很多故障信息，通过分析直流线路故障暂态，可以了解和掌握到直流线路中发生的障碍的类型、发生障碍的具体时间以及障碍发生的方向等。通过分析这些故障暂态信息，从中提取并总结有价值的信息，从而采取有效的措施进行继电保护。在线路故障暂态信息中，可以将低、高频段上的能量比作为指标，从而放大不同故障暂态过程间的差异之处，提高直流线路故障分析的准确性。

6 结束语

高压直流输电系统的稳定直接关系着供电的稳定与用户的用电安全，随着社会经济的发展与工业化、城市化进程的不断加快，社会对供电的需求不断升高，高压直流输电系统在一定程度上能够解决大城市、偏远地区、孤岛等的供电需求问题，同时也能够解决大城市电网中存在的一些重要且继续解决的问题，但是高压直流输电系统运行的安全性与可靠性成为了人们关注的问题，因此需要对高压直流输电系统故障进行分析并提出有效的策略保护直流线路。

参考文献

[1]齐艳.高压直流输电系统故障分析及其线路保护方案[D].华东交通大学，2011.

高压直流供电范文第3篇

[关键词]通信 数据机房 高压直流 改造 关键

中图分类号：TM121.1.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）25-0031-01

引言

我国的现代社会早已进入一个由信息所贯穿的世代，无论是语音通信还是数据通信都严重依赖于信息技术，信息技术已经成为这个世代区别于其他世代的根本特质，信息技术对于连续性要求较高，因此，需要更为稳定且可靠的能源动力。电源的可靠性、稳定性与不间断性就成了通信领域网络系统的基本要求。在这种情况之下，传统UPS的可靠性较差的致命缺陷就凸显了出来，而高压直流则凭借其优越的特性脱颖而出。

1.通信领域数据机房高压直流改造

1.1 传统UPS的致命缺陷

既有的传统UPS单个系统的容量过于庞大，这不但给维护工作带来巨大困难，而且亦给故障所受影响的范围无形加大，致使通信网络系统中的关键设备无法按照模块化在遭遇异常时分别发挥其作用，同时过大的单个系统容量亦给系统本身的组件与性能带来了更大的压力与负担，这也是造成整个系统可靠性逐年大幅下降的一个根本原因，尤其是无论市电正常与否都必须一直处于工作状态的逆变器的工作负荷过重，这就必然导致其故障频仍，这种过于庞大的系统一旦出现问题，因之受累的设备的等待故障恢复时间远比高压直流所需等待的时间要长得多，同时，传统的UPS缺乏整体系统化的在线智能监控与管理手段，无法远程即时乃至提前获知整个系统各部分的全部工作状态，当然亦无法得到系统故障的预警与警示，这就必然造成了故障的突然性。

1.2 高压直流改造大势所趋

数据机房所使用的UPS系统为四级配电结构层级，过多的配电层级必然带来线缆等投资的增加，同时，还会增加传输过程中的电能损耗，将配电系统越来越向负载末端靠近是未来数据机房发展的大趋势，由集中式向分布式系统的不断演进是数据机房动力环境发展的大趋势。传统的UPS系统通常需要四级配电完成拓扑，而高压直流则通常三级配电层级即可完成拓扑，相对市电直供系统的两级配电仅多了一级层级，从理论上来看层级越多，显然效率越低，同时由此造成的电能损耗也必然会随之而增加。

1.3 高压直流改造势在必行

传统UPS存在着转换效率过高，能耗过大的问题。通信领域所使用的传统UPS的蓄电池组处于电源的输入端，因此，一旦UPS的逆变系统或开关系统及其任何部件出现任何单点故障，都会造成整个UPS系统的彻底瘫痪，而这对于任何一家通信系统而言都是无法容忍的。并且由于使用年限已经超过免费维护期限，因此，单次的维护成本过高，传统UPS的结构与技术都过于复杂，这就给维护工作带来了巨大的困难，而一旦出现问题，在维护人员未能及时赶到现场的情况下，灾难的后果将不可避免，由此可见，针对传统UPS的改造已经势在必行。

2.高压直流改造关键问题及其解决

2.1 PSU与PFC兼容问题

在改造过程中发现问题在所难免，重要的是在发现问题时应针对具体问题进行具体分析，对问题予以及时解决，以免为整个高压直流的后续正常运作带来严重后果。在改造过程中首先发现的问题是交流数据设备中的PSU检测问题，目前数据机房中使用的数据设备绝大多数均内置有PSU，其中部分未采用直流电源供电的PSU无法启动。

首先，交流数据设备中的PSU由于具备交流电压检测功能与过程，因此，其启动要件为检测到交流电压变化，而直流电源供电时并不会产生电源波形变化，此时，数据设备中的PSU即会误判为没有电源输入，因此不会执行数据设备后续的启动程序，这就会导致数据设备无法启动。

针对此类设备，只能采取更换PSU或更换整个数据设备方能予以解决。其次，部分数据设备由于同时采用了直流PSU与PFC电路，直流PSU虽然可以正常工作，但是PFC电路却会在直流电压恒定时受到冲击，进而会启动其自保护电路进入系统保护状态，无法正常工作。针对这种问题，可以将直流系统中的启动改为软启动即可解决。

2.2 市电与发电机切换问题

在改造过程中对发电设备进行带载试机时出现了市电与发电机之间切换的故障，经重新开机可以正常切换，仔细检查发现是由大容量自切开关零线未中断引起的，由于DSP控制的UPS等设备需要零线钳位，因此，在改造过程中使用两种方法予以解决，一种方法是直接选用三极ATS，一种方法是将四极ATS中的四极空开换成三极，或者对其N极短接处理，即可避免此类问题的出现。由此可见，选用ATS是高压直流系统改造成功与否的关键。此外，在实际的工程实施过程中，必须对市电、发电设备、UPS等转换之后，零线相通问题予以关注，以免因此引起不必要的高压直流系统的无谓故障。同时，多台UPS系统并机过程中，也存在零线未中断引起的故障，因此，在高压直流系统存在多台UPS并机的情况时，在设计与实施过程中应使用同一电源作为多台并机UPS的旁路输入。

2.3 高压直流的高压安全问题及其解决

在改造过程中遇到的另一个问题是安全问题，首先，由于服务器在输入端都会安装交流熔丝保险装置，这些保险装置设置的初衷是为了在交流异常时分断交流电流，但是同样的装置在分断直流电流时却存在着一定的安全风险，此外，服务器的保险通常默认加于L线，且通常为交流单相开关，N线没有任何保护亦无法断开，此时直流供电时，服务器内部就会因为负极没有保护而存在一定的设备安全风险与人员安全隐患。其次，由于绝大多数为交流使用环境而生产的服务器其拨动开关均为交流部件，这些交流部件在断开直流输入时轻则会出现拉弧，重则会出现燃烧甚至烧毁的情况，而且电流强度越高这种现象就越严重，当电流强度达到5A时，现象最为严重。同样，在使用交流插排时亦会出现拉孤现象。针对改造过程中的安全问题，最佳的解决方法即将这些安全问题反馈给设备生产厂家，由厂家予以安全确认或设备改造处理。

数据设备的输入部分由于没有了传统UPS的工频变压器，因此，输入直流电源无短路现象发生，部分设备由于采用半波整流，因此输入直流电源以后不工作，针对这种情况将直流输入的正级与负级调整以后，设备恢复正常工作状态。电信高压直流改造的接地形式通常可以采用负极接地、蓄电池组中点接地以及不接地三种方式，其中不接地方式亦称为浮地。根据三种情况的对比分析可见，只有浮地的方式对于人身安全防护最有保障，因此，以人身安全为第一要著考量，以采用浮地方式接地为宜。此外，屏柜门打开时，凡可以进接接触到的所有母线或导体均需进行绝缘处理，以保障人身安全。配电系统以采用双极或多级开关为宜，开关要求应能同时切断正负极回路。

3、结语

高压直流供电系统可靠性高，效率高，节能，较之传统的 UPS 电源具有较大的优势，特别适用于设备功率较大的场合。但电源技术的大规模应用仍将是一个浩大的系统工程，涉及到后端设备、技术规范、产业保障等等各方面的问题，更好地解决这些问题对于未来高压直流在新常态下的提速发展至关重要。

参考文献

[1] 郁百超.论传统不间断电源即将“功成身退”[J].冶金动力，2004（02）：15-17.

高压直流供电范文第4篇

基于常规直流及柔性直流的多端直流输电和直流电网技术是解决中国新能源并网和消纳问题的有效技术手段之一。然而，直流输电系统的阻尼相对较低，相对于交流输电系统，其故障电流发展更快，控制保护难度更大。中国大容量远距离直流输电系统中，直流侧故障约占直流系统故障的50%。为快速限制并切断故障电流，以维持直流输电系统的安全稳定运行并保护输电系统中的关键设备，高压直流断路器成为有效的技术手段。高压直流断路器可分为机械式高压直流断路器(mechanicalHVDCcircuitbreaker)、固态高压直流断路器(solid-stateHVDCcircuitbreaker)与混合式高压直流断路器(hybridHVDCcircuitbreaker)这3种形式。除直接采用直流断路器开断短路电流的方式以外，还可增加直流限流器以配合直流断路器开断短路电流。高压直流缓冲器是一种类变压器的直流短路电流抑制装置，其利用铁磁材料的涡流损耗和磁滞损耗来消耗短路电流的故障能量。

缓冲器的FBO模型由美国劳伦斯伯克利国家实验室的Fink、Baker和Owern三位学者建立，在缓冲器铁心不饱和的假设下，给出了缓冲器非线性等效电阻的计算方法，但该模型将缓冲器非线性等效电感视为无穷大而进行忽略。文献[17-18]通过消除FBO模型对于实际涡流等效电阻是其计算值2.5倍的假设，设计出更加紧凑的缓冲器。文献[19-21]给出了缓冲器非线性等效电感的计算公式，基于变压器理论并结合FBO模型，建立了时变电阻和时变电感并联的缓冲器非线性等效电路，并成功运用于先进实验超导托卡马克(experimentaladvancedsuperconductingTokamak，EAST)装置中性束注入系统的高压直流缓冲器设计。本文首先基于铁心材料的优化平行四边形磁滞回线和变压器基本理论，建立非线性电阻和非线性电感并联的高压直流缓冲器非线性等效模型。接着，分别进行实验验证和仿真验证，验证高压直流缓冲器对短路电流的抑制性能。然后，利用高压直流缓冲器非线性等效模型，分析其非线性等效电路的动态响应。最后，提出了一种高压直流缓冲器和高压直流断路器混合的高压直流短路保护方案。

1高压直流缓冲器的模型

高压直流缓冲器通过N个铁心磁环套在高压直流输电线上以实现对短路电流的抑制，类似于原边为单匝绕组的变压器，该单匝绕组为高压直流输电线，其结构示意如图1所示。图中：iA为短路电流；U0为杂散电容的初始电压；W为单个铁心叠片宽度；NC为串联的铁心叠片数；NL为单个铁心叠片层数；NT为传输线的匝数；r为传输线半径；r1、r0分别为铁心的内外半径。

1.1高压直流缓冲器的等效电路正常情况下，由于高压直流输电线上传输直流电，高压直流缓冲器对系统不产生影响；一旦发生短路，铁心的激磁电感将抑制短路电流峰值，并将故障能量消耗在激磁电阻上。如铁心的涡流损耗和磁滞损耗不足以消耗大部分故障能量，则可在铁心上增加一副边绕组，利用该绕组串联电阻消耗能量。根据变压器非线性模型的基本原理，高压直流缓冲器在没有副边绕组的情况下的等效电路如图2(a)所示。图中R1、X1分别为高压直流缓冲器原边绕组的电阻和漏电抗，分别代表输电线路的电阻和电抗；Rs、Xs分别为高压直流缓冲器铁心的激磁电阻和激磁电抗。激磁电阻和激磁电感均不是常量，其大小随着铁心磁路的饱和程度而变化。由于原边绕组阻抗比激磁阻抗小得多，因此可以将其忽略进而得到高压直流缓冲器的简化等效电路见图2(b)。

1.2高压直流缓冲器的数学模型由高压直流缓冲器的简化等效电路可知，对其进行数学建模只需确定高压直流缓冲器铁心的非线性电阻和非线性电感。

1.2.1高压直流缓冲器的非线性电阻高压直流缓冲器是一种利用铁磁材料涡流损耗和磁滞损耗消耗故障能量的保护装置。趋肤效应会降低铁心叠片的涡流电阻，并进一步地削弱铁心对故障能量的消耗能力。为减小趋肤效应的影响，提高铁心的涡流损耗，以增加铁心对故障电流的抑制能力，高压直流缓冲器将单个铁心叠片需分成NL层，如图1所示。文献[16-18]对每层叠片的饱和深度进行了分析。

1.2.2高压直流缓冲器的非线性电感高压直流缓冲器的激磁电感为非线性时变电感，其值与铁心磁路的饱和程度有关。铁心材料的平行四边形优化磁滞回线如图3所示。当缓冲器反向偏置电源通入反向偏置电流时，缓冲器铁心进入反向深度饱和点R；在系统正常工作时，传输线上的工作电流使得铁心的状态回到浅饱和区S；当发生故障时主回路电流会增大，使铁心由点S沿B-H曲线中的S-X-N-T-Y-Z-X-S移动。在Y-Z阶段，铁心的磁导率比较大，会产生很大的电感，对短路电流具有较大的抑制能力。

2高压直流缓冲器的验证

为验证高压直流缓冲器非线性模型的准确性及其工作性能，分别进行了短路实验和建模仿真，通过结果对比进行模型及性能验证。其中，高压直流缓冲器短路实验的配置如图4所示。在Matlab/Simulink中建立高压直流缓冲器的仿真模型，如图5所示。对高压直流缓冲器处于过阻尼和欠阻尼这2种状态，分别进行实验验证和仿真验证。铁心的详细参数如表1所示。

2.1高压直流缓冲器工作于过阻尼状态进行过阻尼实验验证和仿真验证时，系统的杂散电容为16.5nF，杂散电容的初始电压为42.1kV。短路电流的波形对比如图6所示。进一步地，将高压直流缓冲器短路电流的特征参数进行对比，如表2所示。由图6及表2所示，高压直流缓冲器工作于过阻尼状态时，仿真结果与实验结果基本吻合，从而验证了高压直流缓冲器模型的准确性。并且，高压直流缓冲器能够在很短的时间内较好地抑制短路电流。

2.2高压直流缓冲器工作于欠阻尼状态进行欠阻尼实验验证和仿真验证时，系统的杂散电容为4nF，杂散电容的初始电压为120kV。短路电流的波形对比如图7所示。由图7可知，高压直流缓冲器工作于欠阻尼状态时，仿真结果与实验结果基本吻合，从而验证了高压直流缓冲器模型的准确性。但是，短路电流出现振荡，短路故障没有得到有效的抑制。

3高压直流缓冲器的分析

直流输电系统发生短路故障时，若将系统的短路故障能量等效为杂散电容的储存能量，即2s0CU/2，并考虑到高压直流缓冲器的等效电路为非线性电阻与非线性电感并联，整个电路在忽略传输线阻抗的情况下为RLC并联电路。由于杂散电容具有初始电压，高压直流缓冲器等效电路的动态响应类似于RLC电路的零输入响应，如图8所示。

4高压直流缓冲器的应用

机械式直流断路器可以关断较大的电流，并具有成本低、损耗小等优点，但其开断速度较慢。固态直流断路器开断速度迅速，但其相关损耗较高，且价格昂贵。为克服两者的缺点，通过将机械式直流断路器和固态直流断路器集成在一个装置上，从而形成混合式断路器。混合式直流断路器结合了机械开关良好的静态特性与电力电子器件良好的动态性能，用快速机械开关来导通正常运行电流，用固态电力电子器件来分断短路电流，具有通态损耗小、开断时间短、无需专用冷却设备等优点，是目前高压直流断路器研发的新方向，有着广阔的应用前景。

除直接采用直流断路器开断短路电流的方式以外，还可以增加高压直流缓冲器以配合直流断路器开断短路电流。一种高压直流缓冲器和高压直流断路器混合的高压直流短路保护方案如图10所示。在正常情况下，高压直流缓冲器对直流输电系统不产生影响，保持在一低阻态，机械开关承载主回路电流，固态开关支路没有电流流过。当发生短路故障时，高压直流缓冲器的激磁电感将抑制短路电流的峰值，并将部分故障能量消耗在激磁电阻上。其余的短路电流由混合式直流断路器的固态开关断开。当机械开关打开以提供电流隔离时，在下一个电流过零点关断固态开关，其余的故障能量被能量吸收装置吸收。该高压直流缓冲器和高压直流断路器混合的高压直流短路保护方案，能够先将短路电流限制在某一较低的值，再将较低的短路电流开断。这将降低机械开关的熄弧难度和制造难度，减小功率半导体器件因关断大电流而引起的动态过压，同时可以提高开断容量。

5结语

高压直流供电范文第5篇

关键词：交流抗干扰电路；PFC电路；高压整流滤波；PWM

1引言2计算机电源发展历程

在计算机各部件中最令人注意的就是CPU的频率、内存的大小、硬盘容量，显卡的性能等等。而对于电脑中的一个重要部件电源．却往往总会受到忽略。而事实上，电脑的许多奇怪症状都是由电源引起的。假如我们把计算机比作一个人的话，CPU作为计算机的核心部件起着运算和控制的作用，它相当于我们人类的大脑；而电源作为计算机的动力提供者，完全等价于我们人类的心脏，其重要之处由此可见。所以有必要了解电源内部结构，熟悉电源的工作原理，才能更好地维护好计算机电源，才能从根本上保障公司各部门计算机设备长时间稳定工作。

2计算机电源发展历程

PC／XT_IBM最先推出个人PC／XT机时制定的标准；AT_也是由IBM早期推出PC／AT机时所提出的标准，当时能够提供192W的电力供应；ATX—Intel公司于1995年提出的工业标准。与AT比较主要变化为：

1、取消了AT电源上必备的电源开关而交由主板进行电源开关的控制，增加了一个待机电路为电源主电路和主板提供电压来实现电源唤醒等功能：

2、ATX电源首次引进了+3．3V的电压输出端，与主板的连接接口上也有了明显的改进：ATX12V——支持P4的ATX标准，是目前的主流标准：ATX12V一1．1：在ATX的基础之上增加了4pin的+12V辅助供电线(PIO)为P4处理器供电，改变了各路输出功率分配方式，增强+12V负载能力；ATX12V一1.3：提高了电源效率，增加了对SATA的支持。去掉了一5V输出，增加了+12V的输出能力；ATX12V一2.0：尚未有产品实施的最新规范；电源连接器由20针改为24针，以支持75W的PCIExpress总线．同时取消辅助电源接口；提供另一路+12V输出，直接为4Pin接口供电；WTX—ATX电源的加强版本：尺寸上比ATX电源大。供电能力也比比ATX电源强，常用于服务器和大型电脑；BTX一现有架构的终结者，电源输出要求、接口等支持ATX12V。

3计算机开关电源的工作原理

电源是一种能量转换的设备，它能将220V的交流电转变为计算机需要的低电压强电流的直流电。首先将高电压交流电(220V)通过全桥二极管整流以后成为高电压的脉冲直流电，再经过电容滤波以后成为高压直流电。此时，控制电路控制大功率开关三极管将高压直流电按照一定的高频频率分批送到高频变压器的初级。接着，把从次级线圈输出的降压后的高频低压交流电通过整流滤波转换为能使电脑工作的低电压强电流的直流电。其中，控制电路也是必不可少的部分。它能有效的监控输出端的电压值，并向控制功率开关三极管发出信号控制电压上下调整的幅度。目前的常见产品主要采用脉冲变压器耦合型开关稳压电源，它分为交流抗干扰电路、功率因数校正电路、高压整流滤波电路、开关电路、低压整流滤波电路5个主要部分。

4交流抗干扰电路

为避免电网中的各种干扰信号影响高频率、高精度的计算机系统．防止电源开关电路形成高频扰窜，影响电网中的其他电器等；各种电磁、安规认证都要求开关电源配有抗干扰电路。主要结构为兀型共模、差模滤波电路．由差模扼流电感、差模滤波电容、共模扼流电感、共模滤波电容组成：

5功率因数校正电路

开关电源传统的桥式整流、电容滤波电路令整体负载表现为容性，且使交流输入电流产生严重的波形畸变，向电网注人大量的高次谐波，功率因数仅有0．6左右，对电网和其他电气设备造成严重的谐波污染与干扰。因此，我国在2003年开始实施的CCC中明确要求计算机电源产品带有功率因数校正器(PowerFactorCorrector，即PFC)，功率因数达到0．7以上。PFC电路分为主动式(有源)与被动式(无源)两种：主动式PFC本身就相当于一个开关电源．通过控制芯片驱动开关管对输入电流进行”调制”，令其与电压尽量同步，功率因数接近于1；同时．主动式PFC控制芯片还能够提供辅助供电，驱动电源内部其他芯片以及负担+5VSB输出。主动式PFC功率因数高、+5VSB输出纹波频率高、幅度小，但结构复杂，成本高，仅在一些高端电源中使用。目前采用主动式PFC的计算机电源一般采用升压转换器式设计，电路原理图如下：被动式PFC结构简单，只是针对电源的整体负载特性表现，在交流输人端．抗干扰电路之后串接了一个大电感，强制平衡电源的整体负载特性。被动式PFC采用的电感只需适应50～60Hz的市电频率，带有工频变压器常用的硅钢片铁芯，而非高频率开关变压器所采用的铁氧体磁芯，从外观上非常容易分辨。被动式PFC效果较主动式PFC有一定差距，功率因数一般为0．8左右；但成本低廉，且无需对原有产品设计进行大幅度修改就可以符合CCC要求，是目前主流电源通常采取的方式。

6高压整流滤波电路

目前的各种开关电源高压整流基本都采用全桥式二极管整流，将输人的正弦交流电反向电压翻转，输出连续波峰的“类直流”。再经过电容的滤波，就得到了约300V的“高压直流”。

7开关电路

开关电源的核心部分．主要由精密电压比较芯片、PWM芯片、开关管、驱动变压器、主开关变压器组成。精密电压比较芯片将直流输出部分的反馈电压与基准电压进行比较．PWM芯片根据比较结果通过驱动变压器调整开关管的占空比，进而控制主开关变压器输出给直流部分的能量，实现“稳压”输出。PWM(PulesWidthModulation)即脉宽调制电路，其功能是检测输出直流电压，与基准电压比较，进行放大，控制振荡器的脉冲宽度，从而控制推挽开关电路以保持输出电压的稳定，主要由1CTL494及周围元件组成。使用驱动变压器的目的是为了隔离高压(300V)区与低压区(最高12V)，避免开关管击穿后高压电可能对低压设备造成的危害，也令PWM芯片无需接触高压信号，降低了对元件规格的要求。

冲变压器耦合型开关稳压电源主要的直流(高压到低压)转换方式有5种，其中适合作为计算机电源使用的主要为推挽式与半桥式，而推挽式多用于小型机、UPS等，我们常见的电源产品则基本都采用半桥式变换。

8低压整流滤波电路

经过调制的高压直流成为了低压高频交流，需要经过再次整流滤波才能得到希望的稳定低压直流输出。整流手段与高压整流类似，仍是利用二极管的单向导通性质，将反向波形翻转。为了保证滤波后波形的完整性，要求互相配合实现360。的导通，因此一般采用快速恢复二极管(主要用于+12V整流)或肖特基二极管(主要用于+5V、+3．3V整流)。滤波仍是采用典型的扼流电感配合滤波电容，不过此处的电感不仅为了扼制突变电流，更为重要的作用是像高压滤波部分的电容一样作为储能元件，为输出端提供连续的能量供应。实际产品中高压整流滤波电路、开关电路、低压整流滤波电路是一个整体，虽然原理与前述基本相同，但元件个数、分布方式会有很大变化。例如采用半桥式电压变换的电源就有两个高压滤波电容，每一路直流输出对应两个整流管，各负责半个周期的输出；而采用单端正激式电压变换的电源则只有一个高压滤波电容，每一路直流输出对应两个整流管，工作时间按照开关管占空比分配。其他较为重要的部分还有辅助供电电路与保护电路：辅助供电电路一个小功率的开关电源，交流输入接通后即开始工作。300V直流电被辅助供电开关管调制成为脉冲电流，通过辅助供电变压器输出二路交流电压。一路经整流、三端稳压器稳压，输出为+5VSB，供主板待机所用；另一路经整流滤波，输出辅助+12V电源，供给电源内部的PWM等片工作。主动式PFC具有辅助供电的功能，可以提供+5VSB及电源内部芯片所需电压；故采用主动式PFC的电源可以省略掉辅助供电部分，只使用两个开关变压器。

9保护电路

电源主要的保护措施有7种：

1、输入端过压保护：通过耐压值为270V的压敏电阻实现：

2、输入端过流保护：通过保险丝：

3、输出端过流保护：通过导线反馈，驱动变压器就会相应动作，关断电源的输出；

4、输出端过压保护：当比较器检测到的输出电压与稳压管两端的基准电压偏差较大时，就会对电压进行调整：

5、输出端过载保护：过载保护的机理与过流保护一样，也是通过控制电路和驱动变压器进行的：

6、输出端短路保护：输出端短路时，比较器会侦测到电流的变化，并通过驱动变压器、关断开关管的输出：

7、温度控制：通过温度探头检测电源内部温度，并智能调扇转速，对电源内部温度进行控制；

10电源的好坏对其他部件的影响

CPU对电压就非常敏感，电压稍微高一点就可能烧毁CPU，电压过低则无法启动；而硬盘在电压不足时就无法正常工作，在电压波动大时甚至会划伤盘片，造成无法挽救的物理损害；诸如此类，不一而足。在很多情况下，主机内的配件损坏了，用户只是认为是配件本身的质量问题．而很少考虑可能是电源输出的低压直流电电压不稳所造成的。所以，输出电压的波动范围就是考查电源质量的重要指标之一。目前，一般的电源产品在空载和轻载时的表现都较好(假冒伪劣产品除外)，而重载测验才是烈火试真金的真正考验。

参考文献

高压直流供电范文第6篇

关键词： 单片机控制； 高压直流电源； 隔离型Zeta斩波电路； PWM

中图分类号： TN86?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）12?0165?04

Abstract： In order to satisfy the requirements of small?size and intelligence of the high?voltage power supply， a new high?voltage DC power supply controlled by single chip microcomputer was designed， whose output voltage is 5～10 kV adjustable. The method of combining theoretical analysis with hardware circuit experiment is adopted to analyze and describe the drive circuits of high?frequency PWM （pulse width modulation） square wave generation， chopping wave and half bridge， and over?voltage protection circuit of the output power supply. The voltage?regulation principle and working principle of the isolated Zeta chopper circuit are studied emphatically. The design thought of voltage regulation based on program is proposed to implement the digital power supply. The experimental results show that the power supply is feasible， and its output voltage is stable.

Keywords： single chip microcomputer control； high?voltage DC power supply； isolated Zeta chopper circuit； PWM

0 引 言

高压直流电源在工业生产应用和实验研究得到广泛运用，如工业环境的静电除尘、医用X光机、CT机等。传统的高压直流电源大多采用工频变压器升压，再经整流滤波得到，存在着电源体积大、效率低、输出电压纹波大等缺点[1?3]。随着电力电子技术的发展，开关电源技术逐步应用到高压直流电源中，高频技术的引入大大降低了设计电源的体积，同时随着电气智能化的发展，智能电源也随之发展起来。本文设计以AT89C51单片机为控制核心智能开关电源，通过程序调节前级Zeta斩波与半桥逆变的输出电压，从而控制电源输出电压，最高输出电压10 kV。电源的特点是能实现程序完全控制输出电压，同时具有自动监测和保护功能。

1 电源结构与工作原理

本文将单片机技术与脉冲宽度调节（PWM）相结合，进行直流高压电源的逆变、调压、升压控制。电源主体由滤波整流、Zeta斩波、半桥逆变、高频升压、倍压整流、保护电路以及PWM调节控制部分组成。电源基本工作原理为：市电220 V，50 Hz输入，电压经过电磁干扰（EMI）滤波以及全波整流变为电压值约为300 V的直流电，再通过隔离型Zeta斩波电路将电压控制在200～400 V之间，之后经过半桥逆变电路将其变为高频交流电，最后通过高频变压器升压和二倍压整流电路，将其变为所设定的直流高压。其中Zeta斩波、半桥逆变的开关频率与脉冲宽度利用单片机程序控制。为了使电源工作稳定且利于调节，设计规定Zeta斩波输出电压在DC 200～400 V即控制斩波电路开关占空比在0.4～0.6之间。同时在输出端设置过电压反馈控制回路，防止程序错误，电压异常升高。图1为电源整体结构图。

2 隔离型Zeta斩波调压电路

与Zeta斩波电路相比，隔离型Zeta斩波电路将高频变压器与电感L0并联，此时前级电路电压可通过变压器将电能递到后级电路[2?5]。如为考虑升高/降低电压，则可将变压器原副边变比增大/减小。采用Zeta隔离型斩波电路的优点：相同的输入、输出电压极性；输出电压可调；输入电流低，EMI小；输入、输出电气隔离。图2为Zeta隔离斩波调压电路[6?8]。

设计隔离型Zeta电路工作在电感电流不连续模式（DCM），电路存在三种不同的工作状态：

（1） 时，S闭合，电源E向L0充电，同时中间电容C1向L1与C2供电，二极管D截至，此时通过L1电流增加，输出电压Uo增加；

（2） 时，S断开，L0向变压器原边电感充电，变压器工作并通过副边电感向C1充电，二极管D导通，电感L1与电容C2向负载供电，输出电压Uo增加；

（3） 时，S处于断开阶段，变压器转换能量结束，二极管D截至，这时电容C1与C2向电感L2与负载供电，此时输出电感L2电流上升，输出电压Uo减小。

3 控制电路的设计

控制电路以AT89C51单片机为核心，通过单片机程序控制P1.0～P1.2口的输出脉冲，即可控制斩波与逆变电路[9?11]。图5为隔离型Zeta斩波控制电路，当单片机P1.0口输出低电平时，控制脉冲通过TPL250隔离驱动Q1开通即斩波电路工作，反之输出高电平，Q1截至。

图6为单片机控制半桥逆变电路图。单片机P1.1、P1.2输出脉冲通过IR2110驱动芯片，驱动半桥开关管。当输出为低电平时，经非门转换为高电平，再经驱动芯片IR2110驱动Q2，Q3的开通，反之Q2，Q3截至。为使电源各芯片工作稳定，由两个独立的LM317精密稳压源提供各芯片工作电压，同时限制斩波与逆变的开关频率与占空比，即通过单片机控制输出端口的脉冲频率与脉冲宽度。为使电源各级电压输出在规定可调范围（斩波输出DC 200～400 V，倍压输出为5～10 kV），在各级分别设置由TL431与PC817和TL431与TLP521?1构成的光耦隔离过压反馈保护电路。当输出过压时，反馈电路工作，控制芯片中断/复位，各级引脚输出高电平Q1，Q2，Q3关闭，电路暂停工作，复位LED（D，D3）灯亮。

4 实验结果与分析

进行单片机程序控制实验，得到电源电压输出波形。图7为Zeta斩波输出电压与其驱动脉冲波形。由图7得驱动脉冲理想，斩波电路工作正常。图8为半桥驱动波形与电源电压输出波形。图8中驱动脉冲幅值与电源电压相位相差180°且有一定时间延迟（防直通）即死区时间，电源输出电压（电阻线性降压测得）纹波小，电路工作稳定。

5 结 论

本文以单片机为核心，研制了一种新型依据程序控制的智能高压直流电源。将高频引入电源设计中，有效地减小电源体积，节约电源成本；采用隔离型Zeta斩波调压电路，实现低压控制高压输出。实验结果表明，所设计电源输出电压稳定、输电纹波小、负载能力强。

参考文献

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高压直流供电范文第7篇

（重庆泰山电缆有限公司，中国 重庆 401120）

【摘　要】本文从脱气原理，脱气过程对绝缘中空间电荷影响等方面简要介绍了直流高压电缆的脱气过程。

关键词 脱气；副产物；时间；温度；空间电荷

0　引言

随着高压输电系统的飞速发展，特别是跨海峡等水下输电工程的兴建以及大城市供电亟待解决线路走廊和城市美观等问题，大功率、远距离的输电直流线路发展迫在眉睫。高压直流电缆与交流电缆之间最重要的区别就是绝缘中空间电荷的累积，经过研究发现，脱气过程对成品电缆的绝缘空间电荷效应有着很重要的影响。

公司承担了国网重点科技项目：“高压直流交联聚乙烯绝缘海底电缆”项目。由于电压等级较高，对于材料的性能及工艺的处理提出了更高的要求。

1　脱气原理

交联聚乙烯绝缘电缆采用的绝缘材料是XLPE，其采用的交联剂为DCP（过氧化二异丙苯），交联过程分为两种方式，而两种方式的副产物有以下几个：异丙苯醇、苯乙酮、甲烷。除此以外，在生产过程中，绝缘料不可能绝对干燥，在交联反应的同时会有一些副反应，会产生水。

从反应式可以看出一个-O-O-化学键(通常每个过氧化物分子只有一个)在网状结构中最多能产生一个化学交联键。其次，每个已被分解的过氧化物分子，无论其是否提供交联键，至少会产生两个副产品分子。这些副产品都包含在结构中。如果不使用外部高压(最常用热氮气)进行抑制，副产品会在熔融的绝缘中形成气泡，因此会导致局部放电和电气故障。但是在后期运行过程中，如果不将其去除，势必会缓慢释放，影响电缆的电气和机械性能，表一中给出了这些主要副产品的典型特性。

2　脱气对于绝缘空间电荷的影响

交联副产物对空间电荷的影响非常显著。研究脱气时间对电缆产品空间电荷的影响有着非常重要的意义。

根据多年的生产经验，北欧化工的绝缘料对于空间电荷的抑制有着非常好的效果，我们对其做了相应的实验.

通过实验得出以下结论：

（1）北欧化工绝缘料即使在交联情况下也能保证材料中空间电荷分布更均匀。

（2）脱气时间的长短对于改善XLPE中空间电荷的分布有着密不可分的关系，经过较长时间的脱气时间处理过后，掺杂少量的空间电荷抑制剂的绝缘料可以有效的改善XLPE复合介质内空间电荷分布。

3　影响脱气的因素

在电缆结构尺寸固定的前提下，影响脱气的主要因素为：脱气温度和脱气时间。 脱气温度越高，副产品含量降低的速度越快，效果越明显，脱气时间越长，效果越好。

大型电缆的脱气几乎都在宽敞并加热的脱气室内完成。这些装置会消耗相当多的能量，且占用不少工厂的空间。脱气室要通风良好，以避免甲烷和乙烷等可燃性气体的聚积，带来明显的安全隐患。有时，为使电缆能快速达到要求的温度，会通过对导体进行加热，来增强脱气室的加热作用。然而，实验已经证明使用导体自身加热的手段作为一种脱气方法，根本无效；因为在这种情况下，电缆外表面上较低的温度限制了解吸效果。

受自身材料因素的影响，脱气温度不能无限制的提高，经过公司多年的交流高压电缆生产经验，实际脱气中使用的温度可在50℃-80℃的范围之间，60℃-70℃是最优的温度范围。70℃-80℃的温度范围已被证实，在只针对较小的中压电缆时能可靠工作。然而，当对电缆脱气时(尤其是在高温下)，执行必须非常谨慎，以避免损伤线芯。伴随而来的绝缘热膨胀和软化已被证实会导致线芯的过度变形(致使扁平或损坏外部半导电层)。这种形变会直接导致在常规电气检测期间出现故障(无法进行)，从而使脱气的有利效果完全失去意义。另外，脱气时间和温度的不恰当设定会导致损坏(缘于温度过高)，这种损坏在常规检测期间无法被检测到，因为脱气不完全(缺陷被遮蔽)。因此，脱气温度要随着电缆重量的增加而降低，这种设定非常普遍。由与直流高压电缆的交联过程和交流高压电缆交联过程基本一致，所以这种特性同样适用于高压直流电缆。受交货期及生产周期的影响，脱气时间不能无限延长，根据不同的绝缘厚度，脱气时间一般为：5~10天。同时，经过长期经验的积累，高压电缆的脱气时间不能被简单的随厚度按比例度量。考虑到直流电缆副产物对于电缆空间电荷的影响，直流电缆的脱气时间要比交流电缆的时间长。

4　结果验证

针对高压直流海底电缆项目所生产的样品，绝缘厚度为12.0mm，采用的脱气时间和脱气温度为：15天，70℃。脱气结束后三天自然冷却。

可以看出，脱气后，电缆的性能满足标准要求，保证了电缆性能的稳定。

5　结束语

高压直流供电范文第8篇

【关键词】直流；供用电技术；现状；发展前景

随着社会经济的不断发展，人们对于用电要求越来越高，而保护环境与节约能源的问题在人们心中的分量也更加沉重。因此，在增加发电量的同时，输配电也必须更加高效。随着直流输电技术的不断进步，其稳定、环保、简易等优势已经得到人们的重视。

一、直流供用电技术的发展现状及应用现状

（一）直流供用电技术的发展现状

近年来，日本学术界与工业界一直在热捧以直流形式给用户和负载提供电力的演示系统与技术，尤其是家庭与数据中心供电场合。2008年，日本经济产业省启动了直流生态住宅开发项目，其目标是在住宅中采用直流供电方式使用直流家用电器。此后，美国与欧盟也开始陆续研究相关方面内容。2009年在东京召开的第一届GBPF会议中，提出了直流供电标准为380VDC，对电源品质测量、用电设备规格、供电系统结构等问题进行了讨论。之后几年，各国一直非常重视关于直流供用电技术的相关研究，并且大多获得了显著的成绩。目前，航空、军舰都与自动化系统的直流区域进行配电工作，并且直流供用电技术已经相对成熟，为该技术的推广应用提供了良好的发展平台。我国在直流供用电技术方面的研究于2009年才正式启动，还处于起步阶段。但近几年我国一直在积极研究高压直流供电系统技术，随着政府日益重视新能源开发问题，越来越多的直流家电技术也得到了广泛应用，因此直流供用电技术的发展空间十分广阔。

（二）直流供用电技术的应用现状

目前，人们常用的用电设备主要分为照明装置、电热设备、电动设备与电子设备，这些设备的电源从表面上看都是交流电，单从其内部电路来看，电源输入端大部分都有整流滤波电路，再进一步转换成电气所需要的交流或直流电压。常用的生活或办公用电设备在通过改造之后，都能使用直流供用电技术提供电源。

1、照明装置

目前常用照明装置共有三类：一是白炽灯，这种装置在使用直流或交流电压时都不用变换；二是荧光光源，通过直流供电可以实现省去整流电路并且同时降低滤波电路的目的；三是半导体照明光源，供电方式适合直流恒流源供电。

2、电热设备

电热水壶、微波炉等加热装置都属于常用电热设备。其中电热水壶采用的电热设备是电流热效应，能直接使用直流供电；微波炉内部工作电源是将220VAC整流滤波成直流电能后，通过电路进行处理的加热装置。由此可见，加热装置都是使用直流电源进行供电。

3、电动设备

日常生活中常用的电动设备一般分为三类，一是用于较大功率电气装置的单相交流异步电动机，如电风扇、洗衣机、洗碗机、电冰箱和空调等。在这些家用电气中，电风扇和洗碗机都可以直接使用直流电机。而空调、冰箱类电机目前都是变频控制系统，必须把220VAC整流滤波处理成直流电能，再通过电路转换对电机进行控制；二是用于电动工具的串激式电机，具有交流和直流两用的优势，可以直接利用直流电压供电；三是用于负载较小电动设备的直流永磁式微电机，该电机一般都使用低压直流供电的直流电机，需要增加DC/DC调压变换器。

4、电子设备

电视、电脑、音响、手机充电器等都属于电动设备，这类装置都是利用开关电源将交流电整流滤波成直流电推动设备进行工作。

二、直流供用电技术在发展过程中需要考虑的问题

直流供用电技术的开发对于电力行业而言是极其有意义的一次进步，但是在这个过程中还是存在许多难题，例如直流电流的开断、直流供电的标准化、直流供电的控制策略等等。

（一）直流电流的开断

在交流系统中，交流电过零点时可以利用断电器开断不同等级电流。但是直流电没有过零点，因此要断开高压直流就必须强迫直流电过零，这对于断路器与控制系统都提出了较高要求。

（二）直流供电的标准化

目前，现有的电网与各类电器都是为交流电所设计的，虽然国内外已经有许多直流电器改造成功的例子，但还是没有厂家愿意大批量生产直流家用电气，以免降低经济效益。并且，目前直流电的额定电压、最大电压、最小电压等标准规格在国内外企业都没有一个明确规定，其许多安全性能指标也没有完整的规范与标准，安全性不高。因此，直流供电的标准化是一个必须要全面明确的问题。

（三）相关控制策略

直流供电时需要接入新能源发电，但是各种新能源及分布式电源的输出功率特性并不完全相同，间接性、多样性、复杂性等因素都能够改变系统结构，增加电流的不稳定性。因此在直流供电技术中还需要考虑直流电网保护、谐波影响、潮流控制等问题。

综上所述，目前要将直流供电系统进行较大规模应用还存在许多技术性与经济性方面的难题。

三、直流供用电技术的未来发展前景

获得直流电压主要有两种方法，一是在原有交流电网的基础之上，将交流电通过整流设备转换为直流电（如图1所示）；二是从发电开始，到输电、配电以及用户端用电全过程都采用直流电形式（如图2所示）。

目前，通过整流设备将交流电转换为直流电的用电方式较为广泛，但是从长远看来，随着科学技术的不断进步，直流供用电技术也会不断完善。电力电子技术的发展将会让全程采用直流电的方式更为科学合理，这是属于电力系统的一个新台阶，需要经过长期的努力才能实现。

结束语：

常用电器的适当改造可以直接使用直流电能进行供电，为直流供用电技术提供了基础。但是若要大规模使用直流供电系统，还存在一定的困难，因此直流供用电系统还需要经过长时间的研究与发展才能得到进一步完善。从长远角度来看，直流供用电系统必定会将发电、输电、配电至用电的全过程均采用直流供电。

参考文献