0引言
随着以IGBT、IGCT 构成的新型全控电力电子器件的发展，直流输电技术在工程中得到了广泛的应用；与此同时，分布式电源和储能装置接入交流配电系统需要使用大量的换流装置；城市用电负荷的快速增长、电动汽车产业的迅速发展以及用户对电能质量的不断提高等[1]，都使得配电网的需求越来越复杂。与交流配电系统相比，直流配电系统在便于分布式电源与储能装置的接入、电能质量、无需无功补偿等方面具有优势，成为了国内外研究的焦点。 目前，国内外学者对直流配电系统展开了一系列的研究。早在2004年，日本学者提出了一种含分布式电源的微型直流电网的自主控制方法。
德国亚琛工业大学在梅拉滕校区研究建设了±10kV 中压直流配电网，并在该平台上进行直流配电网运行策略等方面的测试。美国的弗吉尼亚理工大学提出了直流配电网的分层控制架构，并从系统架构、潮流控制与稳定性等方面进行了论证。国内也有已建成并投运的深圳宝龙工业城的±10kV 多端直流配电示范工程、贵州五端柔性直流配电示范工程等多个示范工程。
作者简介院张彦(1981-)，男，高级工程师，工学硕士，主要从事电网规划及相关研究工作；周董植(1992-)，男，硕士研究生(在读)，主要研究方向为电力系统可靠性。
直流配电系统关键设备技术的研究与应用
Research and Application of Key Equipment Technology in DC Power Distribution System
张彦1，周董植2,3(1.贵州电网有限责任公司电网规划研究中心，贵州贵阳550002;2.贵州大学电气工程学院，贵州贵阳550025;3.贵州电网有限责任公司电网规划研究中心研究生工作站，贵州贵阳550002)
Zhang Yan 1,Zhou Dong-zhi 2,3(1.Power Grid Planning and Research Center of Guizhou Power Grid Co.,Ltd.,Guizhou Guiyang 550002;2.Guizhou University School of Electrical Engineering,Guizhou Guiyang 550025;3.Power Grid Planning of Guizhou Power Grid Co.,Ltd.,Research Center Graduate Station,Guizhou Guiyang 550002）
摘要：传统交流配电系统的问题日益凸显，具有能广泛接入分布式电源以及储能系统的直流配电系统随着电力电子技术的发展成为时下研究的新方向。直流配电系统同时还具有便于直流负荷接入、
改善电能质量等优点，这些优点与未来配电网发展趋势相适应。该文对直流配电系统的关键设备以及关键技术进行了介绍。
关键词：直流配电系统；关键设备；关键技术中图分类号：TM721.1
中央一号文件2018全文文献标识码：A
文章编号：1003-0107(2019)06-0093-03
Abstract:The problems of traditional AC power distribution systems are becoming more and more prominent.The DC power distribution system with wide access to distributed power sources and energy storage systems has become a new direction of current research with the development of power electronics technology.The DC power distribution system also has the advantages of facilitating DC load access and improving power quality.These advantages are compatible with the future development trend of the distribution network.This paper in-troduces the key equipment and key technologies of the DC power distribution system.Key words:DC power distribution system;key equipment;key technology CLC number:TM721.1
Document code:A
社会调剂是什么意思
Article ID ：1003-0107(2019)06-0093-03
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电子质量2019年第06期(总第387期)
1直流配电系统关键设备
1.1直流断路器
吹管系数直流断路器作为直流配电系统中开关和隔离故障的设备直接影响到系统的控制保护策略。直流配电系统中发生故障时，故障电流会在瞬间达到峰值，因此需要直流断路器能够迅速进行动作，并且直流系统相较于交流系统对断路器的可靠性要求更高。直流断路器依照开断器件的不同可以分为：机械式直流断路器、全固态直流断路器以及前两者相结合的混合式直流断路器[2]。
机械式直流断路器主要由机械开关支路、反向电流支路和吸能支路组成。机械开关支路承载系统正常运行时的电流，故障发生时，电流过载，机械开关分闸，电弧产生，此时反向电流支路产生反向电流，使电弧熄灭，故障电流流入吸能支路完成能量吸收及故障断开。机械式直流断路器具有通态损耗小，耐压能力强的优点，但是在隔离故障时一般需要几十毫秒，不能达到直流配电系统速动性的要求。
全固态直流断路器主要由电力电子器件支路与吸能支路组成。电力电子器件支路承载系统正常运行时的电流，故障发生时，电力电子器件支路关断，故障电流流入吸能支路完成能量吸收及故障断开。全固态直流断路器没有机械开关，可以实现快速、无弧的分断电流。但是电力电子器件的通态损耗较大，制造成本也比较昂贵。
紧箍咒口诀将前两者的优点相结合，就得到了能满足速动性、低损耗等要求的混合式直流断路器。该类型的直流
断路器包含机械开关支路、电力电子器件组成的电流转移支路与吸能支路[3]。机械开关支路承载系统正常运行时的电流。当发生故障时，故障电流被转移到电流转移支路，然后再转移到吸能支路达到隔离断开的功能。
1.2换流器
换流器可以实现直流配电系统中的交直流转换。电压源型换流器(VSC)在柔性直流输电系统中应用较多，而MMC-VSC(模块化多电平换流器)由于其模块化的优势，无需多个耦合变压器及滤波装置，更是在应用和研究上成为了近几年的热点[4]。
2直流配电系统关键技术
2.1直流配电系统控制技术
直流配电系统控制技术影响着整个系统运行时的安全性与可靠性。在直流配电系统中无需无功补偿，控制更加灵活，但是电力电子器件的加入使得系统的稳定控制面临新的挑战。
文献[5]采用分层分布式整体运行控制架构，将系统分为暂态稳定控制层、区域协调控制及优化调度层以及最上层的交流配电管理系统以实现不同运行模式下的协调控制与不同运行模式的平滑切换。文献[6]根据源荷的特性对节点采用差异化控制，以实现系统内直流电压稳定、各设备按比协调出力的优化
结果。缅甸荡寇志
2.2直流配电系统保护技术
直流配电系统安全可靠运行的基础是保护技术。与交流配电系统类似，直流配电系统的保护设计同样要满足可靠性、速动性、选择性以及经济性等要求[7]，同时系统的结构由于分布式电源、储能系统以及电力电子设备的接入变得更加复杂，设备分布更加密集，保护技术具有了需要解决的新的难点。
直流配电系统保护技术首先需要保证故障检测和定位。目前直流线路中的故障检测和定位多采用行波法。文献[8]提出一种多端直流配电线路行波故障测距算法，该算法根据配电系统的拓扑结构计算行波信号到各换流站的最短路径，通过双端行波测距原理进行故障点计算。
2.3直流配电系统可靠性评估技术
可靠性评估对一个系统的规划和运行具有指导意义，解析法与模拟法仍是直流配电系统可靠性评估的主要方法。直流配电系统的电力电子设备与交流系统中相应设备的运行与控制不同；直流配电系统中的潮流计算、可靠性指标计算等也与交流配电系统不同；同时由于直流配电系统中的设备目前并未有大规模的投入使用，关于其可靠性模型制定方式也需进行研究。
文献[9]以IGBT元件的故障率为基础得到电力电子设备的故障率，采用序贯蒙特卡洛模拟法进行可靠性
评估，并在原有的可靠性指标基础上提出了计及新能源发电的直流配电系统系统指标。文献[10]将柔性直流互联装置划分为换流桥子系统、变压器子系统、滤波器子系统、控制保护子系统、线路子系统、极设备子系统六个子系统，并建立它们的可靠性模型，考虑系统发生故障后配网进行，对交直流混联配电网进行可靠性评估。
3结论
直流配电系统作为目前广受关注的一种新的供电形式，与电网未来发展的智能化、信息化、大规模分布式电源和微网存在的趋势相适应。本文对直流配电系统中主要使用的电力电子设备以及直流配电系统的关键技术进行了介绍。随着直流配电系统中关键设备的研发以及关键技术的不断突破，直流配电系统的优势将更加显著的体现出来并得到更广泛的应用。
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图3四通道AD 采集原始数据
对图3中原始数据进行分析计算时，AD 有效位数[4]
(Effective Number of Bits，ENOB)可通过公式(2)计算得到：
ENOB =(SNR -1.76)/6.02
(2)
其中SNR(Signal-to-Noise Ratio)为信噪比。
5结束语
本文设计的基于JESD204B 协议的多板卡的多通
道同步采集已经成功使用，实际所测多板卡间的多通道的幅度一致性小于0.5dB(R.M.S)，相位一致性小于5°(R.M.S)，两块板卡上的AD 转换有效位数为9.4bit，可以满足设计需求。
本文提供了一种基于JESD204B 协议实现多板卡间的多通道同步采集设计的思想，理论上可以方便地实现更多板卡间的多通道同步采集。
参考文献：
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