直流配电电压等级的确定方法技术

本发明专利技术提供一种直流配电电压等级的确定方法，包括以下步骤：选取电压等级的多个基础值；根据所述多个基础值，采用几何均值原则确定初始电压等级序列；根据供电容量、电能质量和经济性对所述初始电压等级序列中的各个电压等级进行校核，以确定最终的电压等级序列。本发明专利技术能够确定合理的直流配电电压等级。本发明专利技术能够确定合理的直流配电电压等级。本发明专利技术能够确定合理的直流配电电压等级。

【技术实现步骤摘要】
直流配电电压等级的确定方法


[0001]本专利技术涉及配电
，具体涉及一种直流配电电压等级的确定方法。

技术介绍

[0002]更高的电压等级能够配送更大的功率至更远的距离，但供电半径受制于负荷密度及其电能质量要求，并随后者的上升而减小。另外，电压等级的升高对绝缘性能要求也随之增大，故障发生概率也增大。因此对供电半径和电气绝缘性能要求以及供电可靠性是影响电压等级的重要因素。在满足安全电流前提下，线路的供电能力与电压等级正相关。因此供电能力将影响电压等级的确定。
[0003]此外，投资经济型在建设直流配电网中也十分关键，采用不同电压等级对于新建直流配电网、交流配电网的直流化改造、直流设备等投资以及电能损耗费用等会产生不同的结果。
[0004]因此，如何合理地确定直流配电系统的电压等级是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种直流配电电压等级的确定方法，能够确定合理的直流配电电压等级。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种直流配电电压等级的确定方法，包括以下步骤：选取电压等级的多个基础值；根据所述多个基础值，采用几何均值原则确定初始电压等级序列；根据供电容量、电能质量和经济性对所述初始电压等级序列中的各个电压等级进行校核，以确定最终的电压等级序列。
[0008]如果所述初始电压等级序列中的某一电压等级的负荷矩大于同电压等级在交流配电中的负荷矩，则保留该电压等级，否则剔除该电压等级。/>[0009]如果所述初始电压等级序列中的某一电压等级在交直流变换情况下对应的调制比处于预设范围内，则保留该电压等级，否则剔除该电压等级。
[0010]如果所述初始电压等级序列中的某一电压等级与相邻的更小的电压等级的比值不小于2，则保留该电压等级，否则剔除该电压等级。
[0011]所述多个基础值包括48V、400V和1500V。
[0012]所述初始电压等级序列为1500V/750V/220V/48V。
[0013]本专利技术的有益效果：
[0014]本专利技术通过选取电压等级的多个基础值，并根据多个基础值，采用几何均值原则确定初始电压等级序列，以及根据供电容量、电能质量和经济性对初始电压等级序列中的各个电压等级进行校核，以确定最终的电压等级序列，由此，能够确定合理的直流配电电压等级。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例的直流配电电压等级的确定方法的流程图。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]本专利技术实施例的直流配电电压等级的确定方法可用于确定建筑低压直流配电场景下的电压等级。
[0018]如图1所示，本专利技术实施例的直流配电电压等级的确定方法包括以下步骤：
[0019]S1，选取电压等级的多个基础值。
[0020]在建筑低压直流配电场景下，电压等级一般不超过1.5kV。结合目前直流供电的实际应用，在通信行业领域，48V和400V是使用最多的直流电压等级；海内外专家学者研究建议将0.38kV作为建筑供电系统直流电压等级；而1.5kV是已然存在于船舰供电系统中的直流电压等级；我国发布的《中低压直流配电网电压导则》中还包括了1000V、750V、600V、220V、110V等相关电压选值。
[0021]综合上述情况，确定建筑低压直流配电场景下电压等级的上限值为1.5kV，由于目前电子设备以48V适配的情况较多，而48V以下的电压会造成供电能力不足等问题，因此电压等级下限值取48V，对于中间值的选定，根据应用情况可选取400V作为初步值。因此，以48V、400V和1500V作为电压等级的三个基础值。
[0022]S2，根据多个基础值，采用几何均值原则确定初始电压等级序列。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，几何均值原则所采用的计算公式如下：
[0024][0025]其中，u
i
‑1、u
i
、u
i+1
表示电压等级序列中依次相邻的电压值。
[0026]将上述基础值400V和1500V代入式(1)，并将上述基础值48V和400V代入式(1)，可得到每两个基础值之间的电压等级。
[0027]将400V和1500V代入式(1)，计算出的值为774.5。然而，考虑到750V已在城轨牵引系统中获得广泛应用，且其与1500V构成整数倍关系，750V又便于与我国低压配电三相交流电压380V衔接，其输送容量和距离均大于交流380V，而750V直流电又满足电动汽车充电需求，也是分布式光伏接入电网的优选电压值，因此将这一级电压等级修正为750V以满足实际需要。
[0028]将48V和400V代入式(1)，计算出的值为138.6，是一个靠近140的值，然而140V难以适配现有的相关设备，在众多标准以及实际应用中也未曾出现，因此需对其进行进一步修正。可根据原始的基础值48V与上述新确定的750V代入式(1)，计算出的值为189.7，本专利技术实施例中将《中低压直流配电网电压导则》中的推荐值220V代替该计算结果。220V是作为现代工业厂矿中电力设备的控制回路、信号回路、继电保护、自动装置等相关设备的供电电源，此外220V的电压等级同样满足分布式光伏并网的电压等级序列优选值。
[0029]至此，形成了初始电压等级序列为1500V/750V/220V/48V。
[0030]S3，根据供电容量、电能质量和经济性对初始电压等级序列中的各个电压等级进行校核，以确定最终的电压等级序列。
[0031]在本专利技术的实施例中，上述步骤所确定的初始电压等级序列中的各个电压等级是否合理，需要考虑到其在实际应用时供电容量、电能质量和经济性是否满足要求，而供电容量需要与交流配电进行比较，电能质量和经济性涉及换流的情况，由于48V属于超低压配电，基本只存在直流环节，故无需进行校核。
[0032]下面详细说明根据供电容量、电能质量和经济性进行校核的具体内容。
[0033](1)根据供电容量进行校核
[0034]直流配电的原则之一便是直流配网的供电容量应不小于交流配网。配电系统的供电能力通常用负荷矩表示，即在一定电压等级下，满足供电质量要求的同时，尽可能向更远的地方传输更多的功率。因此，在本专利技术的一个实施例中，如果初始电压等级序列中的某一电压等级的负荷矩大于同电压等级在交流配电中的负荷矩，则保留该电压等级，否则剔除该电压等级。
[0035]在本专利技术的一个实施例中，负荷矩的计算实例如下：
[0036]对于双极直流配电系统，直流线路产生的电压损耗和电压损耗百分数分别如式(2)和式(3)所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流配电电压等级的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：选取电压等级的多个基础值；根据所述多个基础值，采用几何均值原则确定初始电压等级序列；根据供电容量、电能质量和经济性对所述初始电压等级序列中的各个电压等级进行校核，以确定最终的电压等级序列。2.根据权利要求1所述的直流配电电压等级的确定方法，其特征在于，如果所述初始电压等级序列中的某一电压等级的负荷矩大于同电压等级在交流配电中的负荷矩，则保留该电压等级，否则剔除该电压等级。3.根据权利要求1所述的直流配电电压等级的确定方法，其特征在于，如果所述初始电压等级序列中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈虹，史伟，王一平，王曙宁，陆芸，王数，承昊新，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：