體系研究南京國臣直流配電科技有限公司22.7.10NanjingGoldenCooperateDCPowerDistributionTechnologyCo.,Ltd.July10,2022關于作者 ABOUTTHEAUTHORS(JianhaiYan,R&DengineerofNanjingGoldenCooperateDCPowerDistributionTechnologyCo.,Ltd.HismainresearchdirectionispowerelectronicsandDCmicrogrid.Inrecentyears,hehaspresidedovertheresearchanddevelopmentofACvoltagesagprotectors,datacenterhigh-voltageDCsystems,etc.Hehascompleted3scientificandtechnologicalprojectsoftheStateGridCorporationofChina,participatedinCIREDandIEEEinternationalacademicconferencesformanytimes,publishedmorethan20papersincorejournalsandconferencesathomeandabroad,andauthorizedmorethan20patents.(E))金支持?ACKNOWLEDGEMENTThisreportisaproductof[NanjingGoldenCooperateDCPowerDistributionTechnologyCo.,Ltd.]andisfundedbyEnergyFoundationChina.免責聲明別聲明，報告中陳述的觀點僅代表作者個人意見，不代表能源基金會的觀點。息及數據的準確性，不對任何人使用本報告引起的后果-凡提及某些公司、產品及服務時，并不意味著它們已為能源基金會所認可或推薦，或Disclaimer-Unlessotherwisespecified,theviewsexpressedinthisreportarethoseoftheauthorsanddonotnecessarilyrepresenttheviewsofEnergyFoundationChina.EnergyFoundationChinadoesnotguaranteetheaccuracyoftheinformationanddataincludedinthisreportandwillnotberesponsibleforanyliabilitiesresultingfromorrelatedtousingthisreportbyanythirdparty.-Thementionofspecificcompanies,productsandservicesdoesnotimplythattheyareendorsedorrecommendedbyEnergyFoundationChinainpreferencetoothersofasimilarnaturethatarenotmentioned.摘要實踐過程中，光伏發電無疑成為建筑電力供應的重要均采用交流方案，然而隨著大量的分布式光伏并網，低壓電網的電能質量問題(諧波、不平衡)逐漸顯現，導致電網公司對光伏并網式光伏的有效利用，還極大程度上解決了低壓電網的電推進分布式光伏的發展提供了良好的技術支撐。與交流布式電源及負荷均通過直流接入，由于處于研究推廣階制、保護等均未形成系統性的技術方案和標準。針對上技術的基礎上，從實際應用的角度，對建筑光儲直柔系并就其中部分關鍵技術展開實用化研究，形成不同場景(1)建筑光儲直柔系統的源荷特性及優化控制策略關設備等。針對光儲直柔內源荷特性，考慮到建筑直柔系統進行了控制策略的研究，分析了分層控制(2)建筑光儲直柔系統的系統保護與用電安全實際應用中的各類故障問題，首先分析了系統的故括變換器故障和電纜線路故障等。根據不同故障類型的護要求并分析了系統不同保護方案的類型。其次，在上了系統級保護策略，并根據保護策略給出了實際的保護在具體的保護產品研制方面，研究相應的數字化保護設小、易于推廣的直流滅弧及絕緣檢測方法進行研究，實(3)建筑光儲直柔系統內關鍵設備選型開發及直流負荷設計缺乏的現狀，分析建筑光儲直柔系統內電能變換需常規負荷進行直流化設計或改造。形成了包括電力電子變換設備(柔性雙向變類DC/DC等)、保護測控裝置(母線保護、交直流線路一體化保護、支路保護)、系統監控管理平臺以及多類型直流負荷等關鍵設備，(4)不同場景下建筑光儲直柔系統的方案設計儲直柔系統的電壓等級、接地方式等進行研究，并設，并對方案系統結構、電壓等級選取、核心裝置以及運行在前述研究的基礎上，從拓撲結構選取、接地和接線方式以及容量配置等方面，給出了不同方式的特點對比和選取原則或建議。項目研究內容可為實現實現能源科技和裝備水平的全面提升等方面都具有重要的理論和現實意義。對ExecutiveSummaryInthepracticeprocessof"near-zeroenergyconsumptionbuilding",photovoltaicpowergenerationhasundoubtedlybecomeanimportantmeansofbuildingpowersupply.ThetraditionalphotovoltaicpowergenerationadoptstheACscheme.However,withalargenumberofdistributedphotovoltaicsconnectedtothegrid,thepowerqualityproblems(harmonics,unbalance)ofthelow-voltagepowergridhavegraduallyemerged,resultinginstrictrestrictionsonthephotovoltaicgridconnectionbythepowergridcompany.ThePEDFsystemadoptsthedesignandoperationmodeof"self-generatedandself-used,centralizedgrid-connected",whichnotonlyrealizestheeffectiveutilizationofdistributedphotovoltaics,butalsosolvesthepowerqualityproblemoflow-voltagepowergridstoagreatextent,andpromotesdistributedphotovoltaicsonalargescale.Thedevelopmentofphotovoltaicsprovidesagoodtechnicalsupport.ThebiggestdifferencefromtheACsystemisthatthedistributedpowerandloadsareconnectedthroughDC.Duetotheresearchandpromotionstage,theequipment,control,andprotectioninthesystemhavenotformedsystematictechnicalsolutionsandstandards.Inviewoftheabovesituationandonthebasisoftheexistingtechnology,thissubjectsortsoutthemaintechnologiesofthebuildingPEDFsystem,andconductspracticalresearchonsomeofthekeytechnologiestoformPEDFsolutionsfordifferentscenariosfromtheperspectiveofpracticalapplication.Themainresearchcontentsofthistopicincludethefollowingaspects:(1)SourceloadcharacteristicsandoptimalcontrolstrategyThestatusandcharacteristicsofkeyequipmentinthePEDFbuildingareanalyzed,includingpowersupply,converters,DCloads,energystorageequipmentandswitchgear.AimingatthecharacteristicsoftheinternalsourcechargeofthePEDFsystem,andconsideringthecharacteristicsofbuildingelectricityconsumption,thecontrolstrategyisstudied,thelayeredcontrolstrategyandthevoltagebandcontrolstrategyareanalyzed,andthespecificoperationmodesofthesystemarestudied.(2)SystemprotectionandpowersafetyConsideringthevariousfaultproblemsofthecurrentDCsysteminpracticalapplications,thefaulttypesandmaincharacteristicsofthesystemarefirstlyanalyzed,includingconverterfaultsandcablelinefaults.Accordingtothecharacteristicsofdifferentfaulttypes,thecorrespondingprotectionrequirementsareputforwardandthetypesofdifferentprotectionschemesofthesystemareanalyzed.Secondly,basedontheaboveresearch,asystem-levelprotectionstrategyisproposed,andanexampleoftheactualprotectionconfigurationschemeisgivenaccordingtotheprotectionstrategy.Finally,inthedevelopmentofspecificprotectionproducts,thecorrespondingdigitalprotectionequipmentisstudied,andtheDCarcextinguishingandinsulationdetectionmethodswithlowcost,smallsize,andeasypromotionarestudied,andthearc-freeoperationofDCloadsandtheDCbrancharerealized.TherapidprotectionofmultipletypesofleakagecurrentspromotesthepopularizationandapplicationofDCsystemsinbuildings.(3)SelectionanddevelopmentofkeyequipmentanddesignofDCloadsAimingatpromotingthecurrentsituationofthelackofPEDFproductsinthemarket,theelectricenergyconversionrequirementsinthebuildingPEDFsystemisanalyzed.Combiningtheoreticalanalysisandexperimentalmeasurement,theselectionordevelopmentplanoftheconversiondeviceinthesystemisformed,andDCdesignforconventionalloadsorretrofitiscarriedout.Powerelectronicconversionequipment(flexiblebidirectionalconverter,rectifierequipment,varioustypesofDC/DC,etc.),protectionmeasurementandcontroldevices(busbarprotection,integratedprotectionofACandDClines,branchprotection,etc.),systemmonitoringandmanagementplatformandmulti-typeDCloadsandotherkeyequipmentareformedtomeettheneedsofthepromotionandapplicationofthePEDFsystem.(4)SchemedesignofdifferentscenesThevoltagelevelandgroundingmethodofthebuildingPEDFsystemindifferentscenariosarestudied,andareasonablesystemoperationmodeisdesigned.Specifically,differenttypesofdesignschemesincludingcommercialscenarios,residentialscenariosandindustrialscenarioshavebeenformed,andthesystemstructure,voltagelevelselection,coredevicesandoperationmodesoftheschemehavebeenselectedandconfigured.Onthebasisoftheaforementionedresearch,fromtheaspectsoftopologyselection,groundingandwiringmethods,andcapacityconfiguration,thecharacteristicscomparisonandselectionprinciplesorsuggestionsofdifferentmethodsaregiven.Theresearchcontentsoftheprojectcanprovideimportantpracticalreferencefortherealizationofenergyproduction,consumption,technologyandsystemreform,andhaveimportanttheoreticalandpracticalsignificanceforthedevelopmentofemergingindustriesandtheoverallimprovementofenergytechnologyandequipmentlevel.Ithasacertainroleinpromotingtherealizationofthecarbonneutralizationandcarbonpeaktarget.錄 2建筑光儲直柔關鍵技術發展概述 3 3建筑光儲直柔系統的源荷特性及優化控制策略 21 4建筑光儲直柔系統的系統保護與用電安全 38 5建筑光儲直柔系統內關鍵設備選型開發及直流負荷設計 44 6不同場景下建筑光儲直柔系統的方案設計 73 11研究背景及意義能體驗，還可有效緩解城市電網負荷峰值、電網增容和可性調節，減小建筑對外的能源需求，同時削峰填谷平滑負導致的峰谷差，很大程度上解決電網靈活調節能力下降和生成水平下降的問題，方向。在電網逐漸增加的擴容成本的當下，光儲直柔技術濟的特性。在建筑側配備分布式光伏電源和儲能，利用直調控靈活的優勢，能夠有效地提升用電的可靠性，并且配國外對直流配電網的拓撲結構研究起步較早。美國弗吉尼亞理工大學CPES(CenterforPowerElectronicsSystems)提出一種未來家庭直流配電系統；美國北卡羅來納大學提出了TheFutureRenewableElectricEnergyDeliveryandManagement(FREEDM)系統結構，用于構建未來自動靈活的配電網絡；韓國成均館大學和三星電子公司面向家庭應用提出一種低壓直流配電網方案，并進行了應用試驗；日本大阪大學提出±170V雙極直流母線供電方案，并通過電力電子設備進行電能形式轉換和升降壓以滿足負荷需求；日本大阪大學的KakiganoH.等從人體安全和設備安全角度論證了民用住宅低壓直流配電系提出了一種與大阪大學的雙極結構類似的直流配電系統結構。國內方面，國家電網公司、各大高校、電氣設備供應商都積極開展了對直流配電網的研究。國家電網有限公司及中國電力企業聯合會根據現有研究成果，組織各方面專家給出了不同應用場景下直流配電網的典型電網結構，對工程建設中電網結構的選擇具有借鑒意義；浙江大學對直流配電網的特點、優勢及其網絡的整體概念進2行了較為詳細地綜述，提出了直流配電網的拓撲結構——環狀、放射狀與兩端但整體而言，當前光儲直柔技術仍處于起步階段，缺乏統一設計規范標準，設備配套、運行調控、安全防護等四個方面，開展光儲優化控制策略研究、建筑光儲直柔系統的系統保護與用直柔系統內關鍵設備選型開發及直流負荷設計、不同場的方案設計的研究工作。32建筑光儲直柔關鍵技術發展概述低碳建筑“光儲直柔”系統的推廣應用與其技術發展水平密切相關，其拓撲結構設計方法、設備及控制策略發展水平關系到光儲直柔系統從設計到運行電網的互動模式成為其關鍵點所在。以下就低碳建筑的光儲直柔系統的拓撲結構設計、設備協同互動、運行調控策略、與電網交互模式及示范應用等五個方2.1建筑光儲直柔系統的源荷特性及優化控制策略建筑負荷柔性化可以促進建筑自身的節能和經濟用電，效緩解城市電網負荷峰值，針對未來建筑領域將有大量分布式儲能、充電樁以及空調等設備接入電網，有必要對現有設備的功率變換特點、控制策略等進行分析研究，為進一化程度具有重要意義。在電動汽車充電樁能量變換方面：目前國內外電動汽車充電樁的功率變換擾能力，然而整流器消耗來自電網的恒定功率，在電網參量變化較大時只能“切負荷”運行，不能主動響應電網需求。采用負荷側虛擬同步機技術的充電樁具備慣量模擬、有功調整、無功支撐等能力，能夠滿足電動汽車有序并網、參量變化時，可使負荷從“切負荷”變為“降功率”運行，提升了整流器故障過變換器的自主降額運行，網的支撐作用。在分布式儲能能量交換方面：儲能裝置能實現動態調節和穩定母線電壓目線和蓄電池、超級電容等儲能裝置間使用高效大功率、快響應雙向變換器跨接。目前國內外主要在直流變換器拓撲和控制策略方面開展理4DC/DC變換器還具有體積較大，設計成本高，設計過程復雜目前大多分布式儲能系統中采用非隔離型雙向DC/DC變換器。分布式儲能功率單元控制策略有下垂控制法、主從設置法、平均電流均流法、最大電流均流法等，均可實現對各模塊輸出電流的控制。自適應動態下垂控制通過在不同的工作狀態下動態調節下垂系數的大小，改善系統在受到功率波動時的動態響應速度。而傳統下垂控制中的下垂系數固定，使得儲能模塊間的充放電功率比值不變，鑒于各儲能模C在建筑用電設備能量交換技術方面，建筑內部用電設備能耗在社會總耗電量中占比大，并有持續增加的趨勢，其中空調負荷、電熱水器等柔性負荷在建用集中式控制通過設立中心控制單元，實時處理匯總所有的信息后由調控中心直接向每個負荷發布調控命令，實現空調等負荷降功率運行，以加熱、通風和制策略的種類眾多，存在功率調節響應時間、交互通信方式以及功能用途等方面存在諸多差異，所對應的互動響應需求也不一樣，需要進一步根據換流拓撲類型、控制方式、響應時間以及功能用途對不同類型負荷進行分類研究，在此基礎上，充分挖掘各類負荷柔性化潛力，有針對性開展負荷柔性功率調節接口種類型直流負荷的應用，直流配電系統呈現多電壓等級的特點，多個電壓等級的直流母線的互聯實現了電壓匹配和功率交換，更好的滿足用戶需求。直流配電系統中集成了分布式電源、儲能、并網逆變器、以及各類負荷，考慮分布式電源的間歇性、波動性，系統的穩定運行與各供電的協調控制密切針對多電壓等級直流母線的直流配電系統，國內外學者均開展了不同電壓等級的直流配用電控制理論研究，提出多種協調控制策略，可分為集中式與分散式兩類。美國弗吉尼亞理工大學構建的直流混合配電網分層控制架構，為直5流配電過渡性發展從控制上提供了可實施方案。集中式控制策略，將上層管理系統需要與各模塊單元保持聯系，確定其工作模式與出力大小，從而維持系統的功率平衡，實現最優運行；但集中式控制策略對通信的依賴程度較高，系統致直流系統崩潰。因此，分散式控制策略應運而生，系統中各模塊單元根據直流母線電壓信號(DCbusvoltagesignal,DBS)調整工作模式，共同維持直流母線穩定，控制簡單，但是系統級控制中的大部分目標均無法通過基于DBS的直流系統協調控制方法來實現，儲能單元缺乏有效管理，無法實現儲能單元的線電壓波動范圍較大、無法實現最優運行。為了解決這個問題，基于互聯通信的直流系統分層運行控制策略將分散式控制與上層管理相結合，在不同時間尺度上分別實現設備級控制和系統級控制，完成電氣量控制、電能質量調節以及流系統整體運行性能，極大提升了系統的可靠性與經濟性。同時，適用于中低壓直流配電系統的分散式統一控制策略結合DBS的分散式控制策略與直流變壓目前，直流配電系統的協調控制策略主要針對單一母線結構的直流配電網，對于多個電壓等級的直流配電系統的運行模式多樣，切換流程復雜，對協調控制策略提出了更高的要求。同時，直流負荷類型多樣化也阻礙了自適應協調控制的研究。因此，對多直流母線的光儲直柔系統的統一的自適應協調控制策略2.2建筑光儲直柔系統的系統保護與用電安全保護的完善是直流系統安全穩定運行的必要條件之一，國內外專家學者一直關注和研究直流系統的各類保護，直流系統的保護自上世紀九十年代得到了(1)短路保護目前對于短路保護主要采取斷路器和熔斷器解決。直流斷路器的主要作用是改變直流系統的運行方式，用來清除直流側出現的故障，實現直流系統的保弧室，在較短的時間內斷開故障電流；2005年，Meyer等人探討通過外部諧振6電路和混合固態方法，為電弧電流提供一個旁路通道或者熄滅電弧的方法；Krstic等人提出伸展、分裂的方法，但考慮到直流斷路器受電纜的電感、電阻限制和直流電壓水平以及線間電容的影響，電弧具有不穩定性與暫態特性復雜。2002年，西安交通大學電氣工程學院趙登福、董繼民、王東等對直流系統短路故障的快速識別與短路保護進行研究，提出了利用霍爾傳感器測量直流系統回路電流、母線電壓，以電流、電壓綜合判據快速識別直流系統短路故障的方法。采用可控直流斷路器替代傳統的熔斷器法,將交流系統三段式微機電流除故障引起的其他供電支路電源消失問題，對Ⅲ段直流供電回路采用了備用開關自投方案,并研制了直流系統三段式微機電流保護裝置。天津大學副教授薛也可大大減少保護動作時間，是未來直流系統保護技術的發展方向之一。2014年，為了克服熔斷器和直流斷路器的缺點，結合變換器中全控型電力電子器件T器等企業均研發了相應的直流斷路器產品，用來保護線路及電源設備免受過載、(2)接地保護流器節點安裝電流測量裝置實現接地故障檢測，該方案可同時在直流和交流兩側對接地故障進行檢測，對短路故障也起到一定的保護作用。采用這種檢測方早在80年代初，我國就已開始了對直流系統絕緣自動監測儀器的開發研制，到了80年代末90年代初，隨著葛洲壩、三峽水利發電工程的進展以及我國內陸火力發電廠規模的發展，研制出一套尋檢速度快、檢測精度高的直流系統絕緣監測儀器越來越成為我國電力事業發展的迫切需要。在1988年，按7委員會與武漢市琴臺電子研制所合作研制成功“WZJ-4型微機直流系統絕緣監測儀”，并通過技術鑒定，在當時填補了國內該領域的技術空白。近年來，該所也對監測儀器進行過多次技術改進。目前國內專業從事直流系統絕緣監測儀器開發生產的公司不多，主要有武漢市公司、大連旅順電力電子設備有限公司等廠家。但就產品總體性能而言，我國現有直流絕緣監測儀器的實際現場監測效果不甚理想，主要存在以下一些問題：儀器的檢測精度低，尤其在干擾嚴重的工業現場檢測精度很難達到儀器技術參數所規定的精度要求；儀器的尋檢速度慢，在一些掛接負載較多的直流系統，時間過長；儀器電路結構復雜，成本高。在直流系統絕緣監測研究領域，國內科研人員對檢測方法進行了廣泛深入的探索，取得了一些成果，有些方法已經在電力系統和通信系統的絕緣監測中得到了應用，有些方法還有待于進一步的試驗和完善。從國內目前的研究現狀來看，主要有以下幾種方法：平衡電阻法、低頻探測法、變頻探測法、霍爾磁式平衡法、振蕩頻率探測法、相位差磁調制檢測法等。對于接地和絕緣下降采取如下措施：查看絕緣監察裝置報警信號，瞬時停電查找接地點；直流熔絲、空開的上下級配合，定期進行蓄電池組核對性放電試驗；在微弱信號處理方法上，采用正交矢量鎖相放大的方法；在信號處理電路設計方面，采用了多路并行處理模式；對變頻信號法進行改進，提出采樣交流信號波形后，進行頻譜分析以計算接地電阻來判斷故障支路。但投入應用的直流系統接地故障監測裝置只能發出接地故障告警信號，無法及時、全面隔離或切除接地故障，此方面的進一步改進與完善。(3)交直流竄入交直流竄入故障是近年來才受到特別的關注的問題。目前行業內的絕緣監遍不具備交流竄入監測、蓄電池接地監測等，而且母線與支路之間不隔離，任何支路發生故障都可能引起其他支路保護不正確動作，所以目前的監測和保護裝置無法滿足直流電源系除了上述故障類型保護以外，光儲直柔系統中也存在一些直流系統所具備8在直流滅弧問題上，與交流系統相比，直流系統最顯著的特點是不存在電易發展和維持。根據電流路徑，電弧放電可分為并聯電弧和串聯電弧兩種。并聯電弧通常是由電線或老化設備的介質擊穿引起的短路引起的。如果電氣連接串聯電弧。在兩個銅或青銅電極之間產生的電弧放電伴隨著強光和巨大的熱量。電弧產生時，通過流過諸如空氣或氣體的介質的電流來維持兩個導電電極之間的導電性。由于非熟練電氣用戶即使在常規環境中操作也可能發生串聯電弧，因此應制定適當的措施，例如抑制或滅弧，以保護人員或財產免受電弧故障的有限集團提出一種提高直流接觸器滅弧能力的滅弧系統方案和有效縮小產品體積的設計方案；廣西大學王巨豐等人提出一種自能式多斷口滅弧裝置，可在能的B型產品；美國國家電氣規范(nationalelectricalcode,NEC)第置和斷路器，以解決光伏直流電弧故障導致的安全問題；西班牙加泰羅尼亞理工大學提出基于通信的直流配電系統保護方案；英國思克萊德大學在低壓直流BB綜上所述，無論是直流滅弧還是直流漏電保護，集約化，模塊化、小型化來的發展方向。2.3建筑光儲直柔系統內關鍵設備及直流負荷9圖2-1光儲直柔系統示意可見，光儲直柔系統本質上屬于低壓直流配電網，其中包含的主要元素基電等新能源發電，也可以是交流電網(AC/DC轉換)及其他各種應急電源等。對于多數市內建筑而言，風機不適合與建筑結合，交流電網是常規配電電源，此處不再贅述。重點介紹光伏電源。當前的光伏電源所有種類的太陽能電池中光電轉換效率最高的，但制作成本很大，以至于它還不能被大量廣泛和普遍地使用。由于單晶硅一般采用鋼化玻璃以及防水樹脂進多晶硅太陽電池的制作工藝與單晶硅太陽電池差不多，但是多晶硅太陽能本上來講，比單晶硅太陽能電池要便宜一些，材料制造簡便，節約電耗，總的題是光電轉換效率偏低，國際先進水平為10%左右，且不夠穩定，隨著時間的減。陽電池多元化合物太陽電池指不是用單一元素半導體材料制成的太陽電池。各國研究的品種繁多，大多數尚未工業化生產，主要有以下幾種：a)硫化鎘太陽能電池b)砷化鎵太陽能電池c)銅銦硒太陽能電池(新型多元帶隙梯度Cu(In,結合主要有兩種形式，結合式光伏建筑(Building-AttachedPhotovoltaic，以下簡稱BAPV)和集成式光伏建筑(Building-PV光伏打點是無污染的綠色可再生資源，能夠減少一般化石燃料發電帶來的環境1光伏陣列一般安裝在屋頂和墻面上，直接洗手太陽能，避免墻面溫度和屋頂溫234大的可以有效利用維護結構表面(屋頂和墻面)，無需額外用地或加建其他設施，567墻和光伏采光頂兩大關鍵部分。光伏幕墻是將分布式光伏發電組件與玻璃幕墻相結合，在滿足建筑工程裝飾功能的基礎上，力。設計時，需科學調整幕墻的角度，以提高光伏發電的效實現分布式光伏發電在建筑工程中高效利用的關鍵部分。采服光伏幕墻受日照角度影響的局限性，保證最大限度地利用伏發電的能力和效率。此外，還可遮陽板、底板等部位采用透明光伏幕墻非透明光伏玻璃(普通)泥屋頂上。是將組件固定(外掛)在現有建材之外，需要先有屋頂，再鋪組件，通常安裝之前認為它不會漏水，但是安裝了光伏之后可能就會漏水。因為傳統V裝，尤其是可能也不會堅持那么久的廠房。但是如果是高質量發展的企業，非常關心自己的廠房漏水，防火抗風階，甚至于有更多的一些綠電需求的企業，進而實現規模化。而建筑與其他的產品不同，它是定制化的，建筑老板一般不傾向于建一個和旁邊建筑一模一樣的建筑。但是光伏又希望一個產品可以適應光伏在房屋建筑中的應用不僅是單獨地在屋頂或公共設施上安裝光伏組件，。變換器形式、不同電壓等級的元件聯系成真正的直流配電網絡。按照電能轉換形式，變換器可分為交流-直流、直流-直流型變換器；按照電能傳遞方向，變換器可分為單向變換器、雙向變換器；按照電氣隔離特性，變換器可分為隔離型、非隔離型變換器；按照直流側極性，變換器又可分為單極性變換器、雙極性變換目前市場上的光伏變換器以光伏逆變器為主，例如華為推出的智能光伏控2-4所示；光伏DC/DC變換器僅限于為小功率負荷直接供電的電源模塊，例如圖2-4華為光伏逆變器蓄電池的充電和放電過程，進行交直流的變換，在無電網情況下可以直接為交流圖2-5陽光電源儲能變流器整流變換器類型較多，配電系統中出于成本考慮，常采用整流變壓器實現整流變壓器的外形如圖2-6所示。充電樁電源、儲能充電機等多采用全控型開關。圖2-6典型的整流變壓器雙向整流-逆變器主要有三種主要應用。在混合動力電動汽車(HEV)或電動V圖2-7雙向整流-逆變器2.3.3直流負荷同交流網一樣，直流負荷是電能傳遞的終點。直流負荷形式也比較復雜多樣，如大功率的充電樁、空調、計算機群等負荷，也有小功率的照明等電器設和日本松下公司分別展示了各自開發的住宅直流技術和相關產品；松下電工公鄉建設部科技與產業化發展中心、住房和城鄉建設部標準定額研究所、深圳市有限公司、廈門大學、興業太陽能等十七家中外科研機構、企業代表聚集在深2.3.4儲能設備儲能設備是一種比較特殊的設備，它既可工作組負荷狀態，又可以工作在電源狀態。目前市場上主要的儲能類型包括物理儲能和電化學儲能。根據能量轉換方式的不同可以將儲能分為物理儲能、電化學儲能和其他儲能方式：1)物理儲能包括抽水蓄能、壓縮空氣蓄能和飛輪儲能等，其中抽水蓄能容量大、度其中鋰離子電池具有循環特性好、響應速度快的特點，是目前電化學儲能中主2.3.5開關設備直流開關一直是直流配電系統關注的重點。由于直流電弧沒有過零點，因此開關必須具有較強的滅弧能力。目前在中壓側已經有采用電力電子器件和機械結構的混合式開關問世，但價格仍偏高沒法大規模商業推廣。直流低壓側目2.4不同場景下的建筑直流系統獲得了廣泛的應用。根據建筑物的分類和屋頂頂面積大、平整開闊的特點，可充分利用鋼筋混凝土屋頂，有利于安裝光伏陣列。商(3)公共建筑。學校宿舍等公共建筑具有明顯的分時用電特征，因此白天(4)通信基站用電。偏遠山區的通信基站一般較為分散，用電負荷較小，差，易產生供電不穩定。分布式光伏發電能夠有效地提光(a)光伏板屋面(b)光伏充電車棚圖2-8首都機場光伏設備“光儲直柔”的出現，為解決建筑結構與分布光伏發電的一體化問題提出Photovoltaic)、儲能(Energystorage)、直流配電(Directcurrent)和柔性交互(Flexibility)四項技術的簡稱。其中“光”和“儲”分別指分布式電源和儲作為建筑配用電系統重要組成部分；“直”變，從傳統的中低壓交流配電網改為采用中低壓近幾年，國內外陸續開展了直流建筑示范工程建設。國內外實際運行的直流建筑項目電壓等級多在DC350V~400V。國內外的示范工程主要集中在直流建可靠性等方面有所差異。圳未來大廈等均采用輻射形結構，在母線故障情況下會極大影響供電情況。博恩霍爾姆島的供電系統由傳統能源和可再生能源發電組成，交流系統分為60、kWhBESSBatteryEnergyStorageSystem)、但由于目前蓄電池組占地范圍大且造價較高，實際上并未減少系統的占地面積，日本電報電話株式會社仙臺工程(NTT)在日本仙臺市啟動了日本首個直流配電該工程在300V直流系統安裝了帶有保險絲和塑殼開關的配電裝置PDU(PowerDistributionUnit)，對負荷的電力分配可以在互聯狀態和孤島運行狀態之間無縫接續；深圳未來大廈交直流混合配用電項目整體架構設計遵循簡單、靈活的原則，力求通過最簡潔的架構達到分布式能源靈活接入、靈活調度和安全供電的目的。系統架構采用正負雙極直流母線形式，實現了建筑內1個配電等級提供2種電壓等級的靈活配電方式，相應的電壓等級在高壓側采用極間電壓DC750V，中壓采用DC±375V。充電樁、空調機組等大功率設備接入DC750V母供電，并且針對建筑室內用電安全要求高的特點，在人員活動區域采用了FREEDM程和CityofTomorrow工程則采用環狀供電，供電可靠性較高。2011年，美國北卡大學站在對船艦直流配電系統進行分析與研究的基礎上，提出未來可再生能源傳輸管理FREEDM(FutureRenewableElectricEnergyDeliveryandManagement)系統，采用12kV交流作為系統母線，實現交直流交直流系統的并網。(2)智能能量管理IEM(IntelligentEnergyManagement)有局部電源管理功能，例如低壓交流和直流電壓的調節、電網側電壓暫降穿越、負荷側故障電流限制等。(3)標準操作系統DGI。該系統嵌入IEM設備中，利障管理IFM(IntelligentFaultManagement)設備以隔離電路中的潛在故障，從而提高用戶側的故障恢復能力和電能質量；德國亞琛工業大學提出CityofmorrowkV進行電能轉換與傳輸。中壓直流配電系統由外部20kV交流變電站供電，經AC/DC變換后為亞琛工業大學新校區的幾個大功率試驗臺提供電能，總功率為15.5MW。該直流配電系統采用電纜雙極環網方式供電，每臺試驗裝置通過C接直流配電系統和外部交流系統，在正常工作時以整流方式為直流配電系統供國臣在辦公樓內構建了建筑光儲直柔系統，采用輻射式IT不接地拓撲和DC600V+DC220V兩級配電方案，為辦公樓內多類型直流負荷供電；深圳寶龍工業城設計了柔性直流配電工程設計方案，采用雙電源手拉手式的網絡拓撲，使化直據不完全統計，國內外實際運行的直流建筑項目已建成數十個個，建筑類但整體來說建筑直流系統的電壓等級都選擇在DC350~400V之間，在小功率電器還局限于示范工程，許多研究成果沒有得到長期應用的檢驗，商業化實踐幾乎還是空白。尤其是我國起步較晚，因此需加快針對直流建筑研究的步伐，在總結以上國內外相關示范工程的經驗，深入研究直流配電系統的規劃設計、調度表2-3國內外直流建筑案例介紹型時間規模/kW統2019200DC4820184600DC540/22019620DC48201874DC220園2019500C機2019125DC2202019210DC220ACDCACDC格力直流小屋格力直流小屋珠海辦公2018100DMextEnergyrbudlingicrogridingLabalborgversityityofrowLoftsStrijp－SovenechIncuarter律堡丹驗驗CCVDC24DC48kVDC/48C直流家用電器、電AC/DC變換器(雙極)、光伏、3建筑光儲直柔系統的源荷特性及優化控制策略3.1建筑光儲直柔系統的源荷特性3.1.1光伏發電光伏發電系統的運行性能取決于多種因素。尤其是環境因素，例如太陽輻我們必須充分考慮本地負荷需求、當地氣象資料、電站各部件參數性能。然而，太陽組件及其它部件的性能通常是由生產廠家按照平均標準生產的，這就使得系統的總性能不可能剛好滿足當地實際需要，對于一個容量配置過大的光伏發電系統，系統不會滿負荷運轉，這就造成系統壽命降低和安裝費增高：對于一個容量配置過小的光伏發電系統來說，系統無法提供足夠多的能量，同時也減少了系統的運行壽命。因此建立光伏系統動態仿真模型，就要對隨機性分布的太陽能和常規能源的最大不同是它的隨機分布性，某個時刻的光伏陣列的太陽本身輻射性質有關。太陽表面有黑子和光斑，對太陽能的影響只有0.5%。一般來講，我們可以忽略太陽表面輻射的變化，而同時考慮與太陽地球的相互空間位置以及它們的運動規律。而到達地表的太陽輻射又隨安裝地點的季節、時刻、緯度的不同而變化。參考當地氣象資料，對影響光伏出力的影響進行分析計算。在光伏發電系統規劃中，通常是采用統計全年的太陽輻射量，進而得到整個電池陣列的轉換出力，或者得到各月份組件的理論出力。研究表明在某一時刻t的太陽能光照f(r(t))=a-11-b-1(3-1)Ps(t)=r(t)A.hf(Ps(t))=a-11-b-1式中，光伏發電機組在時刻t的最大出力Psmax(t)為：結合式(2-15)可得到光伏發電系統出力的期望值E(Ps(t))、方差D(Ps(t))和二階原點矩E(Ps2(t))為：D(Ps(t))=P2smax(t)E(Ps2(t))=P2smax(t)光伏發電出力波動受光照強度變化影響，有很大的隨機性。光伏出力的波動情況分為兩種，第一種為受太陽運行影響產生光伏發電日出力變化，這種變化情況時間跨度大，變化幅度大，但是變化速度較為緩慢，一般為小時為變化單位，主要影響電力系統的日調度；第二種為有浮云或飛行物掠過時，陰影影響產生的光伏發電出力瞬時變化，實驗指出，光伏發電出力可在一秒內降至額光伏發電的出力隨光照強度的變化而變化，在四種不同天氣模式(晴天，光伏電源的典型日出力曲線如圖3-1所示。圖3-1四種天氣的光伏發電出力(a)光伏出力集中在白天，在夜間無出力；(b)光伏的有功出力隨天氣變化波動較大，受氣象因素影響明顯。不同的天氣，其出力規律不同。以多云和少云天氣波動最大、最劇烈，晴天和陰天波(c)光伏出力因為光伏發電的原理與傳統發電機原理不同，在受到氣象因素變化影響時，發電出力的變化幾乎不存在調節特性，瞬時發生變化，對電力另外，光伏在白天出力比較大。但是一般情況下風力發電夜間發電量比較3.1.2儲能裝置微電網的發展，分布式發電技術和儲能裝置形成的分散電重要組成部分，與此同時，電力系統的調控方法也將有所缺點比較。表3-1不同儲能方式的性能比較轉化效率(Wh)不論充電或放電都存在一定SOCC)所示：命以及保證調度方案的連續性，通常將每個VSOC,j(ti)=VSOC,j(tf)(3-11)j￡j(t)￡PESSmax,jVSOCmin,j￡VSOC,j(t)￡VSOCmax,jVSOC,j(t)為第t個調度時刻在節點j處并網的儲能裝置剩余容量。的儲能設備而如果用于提高系統穩定控制,就應采取相對儲能技術進行快速的充放電進行調節，從而提高電力系風電、光伏發電等可再生能源的電力系統尤其是孤網統能量供求平衡、保證系統電壓和頻率的穩定起到至關重要的作著可再生能源及電網智能化的蓬勃發展，儲能系統的控制技術也將儲能系統直接(或通過DC-DC變換器)并聯在可再生能源的電力電子變換器 (DC/AC變換器)的直流端，且通過此變換器來實現儲能系統與可再生能源及，其控制研究的重點在于直流端的可再生能源與儲能系統、負載能量及功率控制能力。二是將儲能系統經電力電子變換器(DC/AC或AC/DC+DC/DC)直接與電網相連，即并聯在可再生能源變換器的交流端。這多的一種接入方式。從儲能系統的工作模式及其控制策略方面來大電網相連時，即工作于并網運行模式，儲能系統通常被視作為制方法有：主從式控制和對等式下垂控制。在主從式控制中由主的給定信息來控制其各自運行方式。對等式下垂控制通過借鑒同率下垂特性，各控制器利用當地檢測信息來控制各控制策略，從應用場景上大致可分為并網運行控制時的控制目標是實現獨立微電網的穩定運行。在很多應用系統需要與其他分布式電源或分布式儲能系統協調運行共(1)設備級協調控制。一般為混合儲能系統間或儲能與分布式電源間的過直流母線耦合，或接入同一交流母線，通過協調控制能目標的同時，充分考慮儲能系統的壽命和效率等因素；網中多個分布式儲能系統間的協調控制主要采用分層控制的方式，通過微電網中央控制器對各儲能控制器下達控制指令，(3)廣域協調控制。對于在地理位置上分布較廣的分布式儲能系統，無此時的協調控制需涵蓋多個微電網以及微電網覆蓋范圍以外的分布式儲能系統，根據需要調節儲能的充放電模式和充放電功率，是實手段。儲能的運行方式和電網中儲能的設計功能和收益密切投資主體的投資目的。用戶投資儲能的目的一般為保證重要儲能獲取盡可能大的經濟效益，儲能的運行方式可能是在工、優化調節微電網對外聯絡功率，并兼顧經濟效益的方式運3.1.3負荷特性建筑負荷的柔性特性是低碳建筑光儲直柔系統參與電網互動的前提和基礎。國際能源署Annex67項目從多能源系統以及與電網互動的角度提出，建筑負荷的柔性特性定義為“在一定時間段內維持可接受的室內舒適度前提下，需求側基于優化目標的定量計算方法和建筑柔性負荷特性的直接定量法。基于優化目標的定量計算方法通過對比用戶在不參與需求響應和參與需求響應兩種情景下的經濟、環境或者供需匹配的效益差值，間接計算該用戶具備的柔性調節能力。Eduard首先計算建筑用戶在未使用任何柔性能力情景下的二氧化碳排放系數 (如蓄能)”情景下的CEF值，將兩者的差值作為用戶能源柔性潛力的評價參數。Georges提出將購電成本最大化與最小化之間的成本差值作為建筑的能源柔性潛力。直接定量法則是直接計算該用戶在特定時間段內所能削減或提升負荷(產能)的調節量、以及維持該變化量的時間長度等，目前還處于起步階段。Klein提出了針對大型工商業用戶的柔性潛力評估方法，主要步驟包括確定研究對象和需求響應項目類型、基于用電特性的用戶群聚類分析、分類需求響應項目參與率辨識、價格柔性計算和需求響應潛力評估，是適用于細分用戶群的。目前關于光儲直柔系統與電網的互動效果評判的研究較少，而對于需求響應效果評價的研究較多，需求響應體現的是建筑用戶與電網的交互，因此可為本研究提供借鑒。東南大學團隊基于系統動力學方法，分析了智能電網下需求響應成本效益的形成機制并建立了相應測算模型，系統動力學方法為需求響應綜合效益評估提供了系統性更強、動態性能更佳、因果反饋關系清晰的解決思求響應對發電成本的影響作用。GB/T32127—2015《需求響應效果監測與綜合效益評價導則》將需求響應效益根據獲得方式分為直接效益與間接效益，其中間接效益包含集合效益、附屬效益及減排效益；根據收益主體分為用戶效益、電網效益、電廠效益和社會效益。但是沒有考慮對這些不同類型的效益進行賦一種長期有效的方法來應對日益復雜的電力確定性方面還需要進一步深化研究，特別是大量柔性負荷的不確定性對電網調度的影響，計及不確定性后柔性負荷圍、調度成本等多角度協調參與不同時間尺度的調度還有待進一步分析和研究；3.2建筑光儲直柔系統的優化控制策略3.2.1光儲直柔系統運行狀態概述光儲直柔系統可看作由直流微網和交流電網兩部分組成，主要運行狀態包(1)初始狀態：直流微電網處于停機或待機狀態，各設備均未運行；(2)并網狀態：直流微電網接入交流主電網運行，雙向柔性互聯裝置運行；(3)離網狀態：直流微電網獨立于交流主電網運行，柔性互聯裝置停運或圖3-2光儲直柔系統運行狀態在直流配電網中，光伏陣列及交流主網等各端電源經電力電子變流器(這里指的是柔性互聯裝置和直流變換器)并入直流母線。變流器控制是直流配電環，通過分析變流器控制模式對上下層電網的影不同類型節點采用差異化控制模式[1]。VSDCVSDC表3-3變流器控制模式對應的節點類型變流器控制模式上層電網下層電網定VDC、Q定VAC、fVq節點定VDC定VSDC變流器控制，主要有主從控制、電壓裕度控制和電壓下垂控制。若直流配電網采用電壓下垂控制，則端口交換功率易隨上層電網電壓波動，無法實現精點表3-4節點類型分類和控制模式節點類型端口所含源荷情況端口功率控制方式作用VSC控制方式直流變換器控制方式流端口交換功率網潮流不可控有不可控電源、不可根據下層電網直下層電網定電壓功功率節控負荷流電壓需求提供平衡節點點功率控制方面，根據系統規模的不同，小系統可采用協調控制器進行一對一協圖3-3光儲直柔系統運行狀態-小系統圖3-4光儲直柔系統運行狀態-多系統3.2.2分層協調控制策略(1)系統級控制系統級控制監測各端口投退狀態、端口功率控制誤差，當系統狀態發生較大變化時，更新數據，重新進行優化計算，系統級控制框架如圖3-5所示。對主控有功功率節點，優化結果的端口功率參考值發送至變流器級控制，直接控端口功率。列睛終氛臂氛薈YN蹺頦煜睛列睛褲頦列睛終氛臂氛薈YN蹺頦煜睛列睛褲頦蹺頦睛煜踐跆哳哳沿睛睛榴榴列樽庹笈笈碌蹉列樽襖列睛列睛終氛臂氛薈Y薈昌氛襖YN覯覯睛掾跆煜踐列冀勁鮪鮪圖3-5系統級控制框架(2)變流器級控制電壓裕度控制無需站間通信，直流電壓質量高，端口功率調控能力較強，變流器級控制采用電壓裕度控制可避免主從控制依賴通信、下垂控制直流電壓質量較差的問題。系統級控制可減輕電壓控制節點變流器的調控壓力，通信意外缺失時，直流配電網仍可按照當前電壓裕度曲線穩定運行。除電壓節點外，按功率調節能力由強到弱選取若干個主控有功功率節點配置電壓裕度控制，并求進行排序編號。(3)源荷設備級控制對輔控有功功率節點，端口功率參考值變化或端口內源荷功率波動易使端口功率實測值偏離參考值。依據端口功率控制誤差，通過源荷出力響應使端口出力及時跟蹤系統級控制所得的優化運行點。依據源荷響應能力及調節代價的端口源荷設備投退狀態及出力具有不確定性，當系統級控制的端口功率參考值溢出于源荷功率響應區間時，端口功率難以及時跟蹤系統級控制的參考值，此時需更新系統級控制的端口功率區間，重新進行優化計算。根據各端口可控源荷的投退及運行狀態，在線更新源、荷功率響應曲線，實現各端口源荷設備依序按比自適應協調出力。將儲能的充放電平衡約束、荷電狀態約束隱含于可調節功率裕度中，隨著直流配電網節點數目及設備數量的增多，采用端口功率表3-5源荷設備控制光伏、定低壓側直流控制、脈沖制、負序抑等3.2.3電壓帶控制策略和功率變換裝置的狀態進行監測，并一定程考慮到單體建筑內系統規模較小，且對控制可靠性要求較于電壓帶的控制策略。電壓帶控制策略將系統運行狀態以區域，允許電壓在運行狀態上限和下限之間合理波動；工工作電壓上限和下限之間，設備止運行。根據上述的電壓限制值將系統運行區域分為安全圖3-6系統級控制框架，并滿足系統緊急響應需求。穩態控制為系統的最終運行目標，通(1)交流側控制目標：(2)直流側控制目標：MPPT控制：最大功率點跟蹤,實時偵測太陽能板的發電電壓，并追蹤電壓恒功率控制：變換器以設定的功率為控制目標，相當于一個電流源，電壓他設備建立，自身根據電壓調節電流輸出，以達到設定的功率輸出，如：流器在直流電壓裕度控制下，無需通信，各變流器根據本地電壓信號自行切換控制模式，實現裝置內變流器間協調控制；當需要實現其他類型運行模式時，可通過協調控制器按照相應的運行模T系統內部能量供過于求時，儲能優先吸收多余的能量。當儲能單元容量達到閾值時，它將停止工作，多余的能量送往電網；當能量出現供不應求的情況時，儲能優先釋放能量聯合光伏陣列供應負載工作，若此時還不能滿足負載需求，則由電網供應不足的能量。當能量由交流側向直流側傳輸時，雙向AC/DC變換器工作在整流狀態下；相反的，若能量由直流側反饋給交流側，則雙向AC/DC當大電網出現故障或計劃檢修時，直流配電系統轉為離網運行。雙向AC/DC變換器退出直流配電網的運行，會導致直流母線的電壓出現波動。當直流電壓偏差到一定程度，儲能接口變換器切換為定直流電壓模式，由儲能單元接管直流電壓，維持新的穩定點。當系統內能量供過于求，光伏接口變換器運接口變換器切換為限功率模式，減少光伏陣列輸出的能量；當系統內部能量出現供不應求，則光伏接口變換器工作于最大功率跟蹤模式，負載由儲能和光伏夜間模式下運行，光伏陣列不發出功率，雙向AC/DC變換器工作在定直流母線控制方式(整流模式)給負載供電，同時為儲能單元充電。表3-6不同運行模式下的變流器間協調控制策略//當電壓達到系統工作電壓上限時，光伏棄光以維持電壓不超過工作電壓上限，當光伏不足時，電壓低于系統運行電壓下限時，啟動整流，維持系統在正常運行區間內運行。在棄光和整流之間，根據系統運行模式和具體情況設置不圖3-7電壓帶設定示意3.3光儲直柔系統運行模式及檢修模式等，在實際的系統運行中，一般要求不同運行模式直接可以通過自①經濟模式：保證整個系統的經濟性能最佳，實現發電、用電、儲電利益最大化。為降低對電網公司的并網管理要求，系統直流側可以不向交流側返送②需求側響應模式：通過對儲能、負荷的控制，可以使傳統的需求側響應電網交流側的短時要求，如降低對交流側功率需求(切負荷或釋放儲能)或返流側。③限功率取電模式：保證不向電網交流側汲取超過其容量限制的功率。如果新能源發電和儲能配置適當，可以通過協調控制實現對電網交流側的“恒功④應急模式：當電網交流側或新能源發電短期內可能無法滿足用電需求時，。-配-用”自平衡狀態。計劃的主動剝離b模式運行，所以微電網一般不會失電；被動離網由于未圖3-8某建筑功率運行曲線環流、儲能電池異常放電，設備絕緣損壞直流環網環流、儲能電池異常放電，設備絕緣損壞直流環網4建筑光儲直柔系統的系統保護與用電安全4.1光儲直柔系統故障特點及保護要求展到嚴重的短路和斷線等故障。網絡，還可能存在交流竄入直流的故障現象。直流配電網正負極非正常連接正負極非正常連接極端情況)絕緣進一步下降絕緣下降直流為不接地系統，母線或某一支路短路交流為接地系統正負極同時接地短路交直流混接交直流混接母線或支路正負極連接圖4-1直流配電網常見故障形式。，繼電保護判據主要來自于直流電壓、直流電流、對地阻流電流、直流電壓)，相對可利用的判據組合較少，這給直來了一定的限制；但直流配電網中變換器內一般存在較大DC提供了有利的條件。表4-1故障類型及其關鍵特征絕緣阻抗降低(一點接地)、電流通過接地點分流通過對地電阻分流1)故障電流上升迅速。當直流線路發生接地故障時，VSC直流側并聯的濾和隔離裝置的速度提出了很高的要求。直流短路故障可能的崩潰且恢復周期長。系統中的大部分并網單元都通過換流器接入，當地故障時，與之相連的換流器出口電容都會向故障難有低成本可商業應用的大容量直流斷路器和缺乏工程系統保護設計面臨的挑戰。于對電壓源的短路。換流器本身沒有任何控制手段，導拒動。繼電保護的誤動作和拒動作都會給電力系統帶電壓運行的時間，降低設備的損壞程度，提高系統并列運切除，當故障設備或線路的保護或將故障切除。性是指電氣設備或線路在被保護范圍內發生短路故障或裝置的反應能力。能滿足靈敏性要求的繼電保護，在論短路點的位置和短路的類型如何，以及短路點是否應動作。中低壓直流配電技術推廣中必然面臨的重要問題。直流4.2光儲直柔系統保護類型4.2.1電流保護電流速斷電流上升率保護護，主要用于切除大電流速斷保護不能切除的電定時限過流保護備保護，通常該保護的電流整定值較小，一般按較長，以間。4.2.2電壓保護低電壓保護其作用和定時限過流保護一樣，作為電流上升率保護的后備保護，一般與其它保護形式互相配合，不作為單獨的保護使斷路器跳閘。當發生故障時，直流輸出電壓迅速下降很多，當電壓低于設定值時保護啟動，在一定的延時時間則低電壓保護發出動作信號。過電壓保護為了保護設備正常運行，以及電纜的絕緣老化問題，運行電壓不能超過一實際情況發出告警或者跳閘指令。4.2.3熱過負荷保護其保護的目的是消除熱過負荷故障，而非短路故障，其工作原理主要是根據線路的電阻以及流過的電流，計算出發熱量。一般熱過負荷分兩段，當測量先給出報警信號，當溫度持續升高則發跳閘指令。4.2.4漏電流保護漏電流保護可以檢測供電線路對地絕緣是否發生損壞，及時發出警告，可以預防人員的觸電風險，配合絕緣檢測裝置可以提高絕緣監測的準確性。直流4.2.5逆功率保護對于一些嚴禁反向送電的設備，此功能可以有效的控制功率潮流的流向，保證供電網絡以及設備的安全穩定運行。直流系統逆功率保護可以通過規定電。4.3系統保護策略4.3.1保護策略概述上述采用各類隔離裝置的保護方案往往配合在一起形成綜合保護方案：當故障開始時，先通過電力電子變換器的限流及故障保護功能對故障進行限制，以熱磁式保護作為后備保護；也可以以微機保護作為第一道屏障，配合其他后備保護。當故障清除后再進行重合閘，恢復正常運行。具體的保護策略配置如乎崇聾閑對殞徉齠對殞(劉*瘐葩&'瘐際+勁1+2斟啐僚對腓乎崇聾閑對殞徉齠對殞(劉*瘐葩&'瘐際+勁1+2斟啐僚對腓殞讓將主保護配置為行波保護和微分欠壓保護，同時(2)直流斷路器、換流器等設備在故障處理及恢復方面的相互協調問題；(3)故障情況下提升直流配電網健全部分生存能力的方法。4.3.2保護配置舉例AC380V光伏CACDC整CACDC整流器保護絕緣監察裝置DC375V母線保護儲能饋線保護DC375VDC饋線保護C375VDC饋線保護375VDC饋線保護C儲能圖4-2低壓直流系統綜合保護護以及支路絕緣下降保護；支路保護包括負載短路保護以及支路絕緣下降保護，從而實現母線電能饋出的全面