屋顶有光伏，车库有电池箱，卧室客厅装上智能插座，手机、台灯一根线直接插电源，不需外接电源适配器。家用电电压只有48伏，安全系数大大提高，每月要交的电费少了，甚至还能发电赚钱……
在江苏苏州市同里镇同里湖嘉苑别墅，这一切都已成为现实。安全舒适的用电环境背后，有一项国际领先的技术手段——中低压直流配用电技术。
▲同里湖嘉苑别墅室内景。
这项技术到底有多领先？★
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1月18日，国家重点研发计划项目——“中低压直流配用电系统关键技术及应用”示范工程通过国家工信部验收。这是国网江苏电力建成的目前国内外应用场景最丰富、源荷种类最多、技术装备最新的直流配用电系统。
该项目在苏州吴江经济开发区（同里镇）25平方公里范围内，建立多应用场景的中低压直流配用电系统，探索形成可推广复制的直流配电网建设标准，为构建新型电力系统探索路径。
“直流配用电系统关键装备的研发应用，有助于提升我国在高端电器制造领域的国际竞争力和话语权，对于推动我国能源转型，构建新型电力系统，助力‘双碳’目标落地具有重要的支撑作用。”国家工业和信息化部责任专家刘建明认为。
为什么要建直流配用电示范工程？日常生活中，伏交流电是耳熟能详的供电电压。但实际上，大多数家用电器，如变频空调、冰箱、电脑等，内部均使用直流电或包含直流环节，通过电器内部“交流-直流-交流”的电能转换，实现对各类电器状态的灵活控制。▲国网江苏电科院专业人员在测试直流家电。由此可见，交流电接入电器后将先被转换为直流电，经过多次能量变换后，产生部分电能损耗。▲交流和直流转换方式对比。直流配用电技术实现直流型电源、负荷和储能装置便捷智能接入。与交流配用电系统相比，直流配用电系统具有供电容量更大、供电半径更长、运行效率更高的优势。▲国网江苏电科院专业人员在中低压直流配用电示范工程庞东中心站对站内二次设备进行巡视记录。
随着大规模光伏、风电等可再生能源接入电网，数据中心、电动汽车、消费类电子产品等终端直流负荷不断上升，构建清洁、高效、可靠的直流配用电系统成为实现直流型源、荷高效匹配的重要途径。?年10月，国家发改委和能源局发布的《能源技术革命创新行动计划（-年）》将直流输配电技术作为现代电网建设的重要研发方向。?年6月，国网江苏电力牵头申报国家重点研发计划“中低压直流配用电关键技术及应用”示范项目正式立项。▲项目组在工程现场开展技术研讨。
项目有哪些成果？▲项目成果在配网侧，新建九里和庞东10千伏直流中心站2座、直流配电房7座、光伏升压站3座以及6条总长度达30公里的10千伏直流电缆，总计直流负荷约10.51兆瓦，接入光伏6.21兆瓦，有效实现光伏就地消纳。▲示范工程“主心脏”之一——庞东中心站。在用户侧，示范工程打造了市*、工业、商业、民用、数据中心、新能源接入6大直流配用电应用场景。直流化改造，可减少冗余的交直转换环节，有效降低终端设备能耗，提升电器能效2%。项目的直流用电场景有多牛？
新能源消纳场景
“光伏本身就是发直流电的，原来需要逆变成交流并网，这个损耗要我们自己承担，现在直接直流组网就地消纳，平均损耗小了将近3%，这样我们运营的3个屋顶光伏电站一年就能多发30多万度电”光伏电站运营商翟建建说。▲吴江中低压直流配网示范工程地理区位图。国网江苏电科院配电网技术中心副主任史明明算了一笔经济账：年年底，江苏光伏发电总装机容量预计达万千瓦，若采用直流组网就地消纳的方式，可提升光伏系统运行效率2%以上，按照小时的年利用小时数计算，全年可增发绿电11.4亿千瓦时，减少碳排放约98万吨。居民场景
同里湖嘉苑小区内共户居民住宅进行了直流改造，建设了社区级光储系统和户用级电能路由器，通过电能路由器的智能决策，既可根据实时电价信息来调整弹性负荷，又能对光伏和储能进行高效管理，既环保又高效。同时，国网江苏电力联合海尔集团研制了全系列直流家电，并牵头申报了直流家电领域首个国际标准——IEEEP《无线直流家电导则》，迈出了行业生态构建的第一步。▲使用直流咖啡机沏咖啡。据估计，采用直流供电可以让一个四口之家每年节省约度电，倘若居民接入光伏，则平均可再节省总电费近30%，家庭二氧化碳排放量减少40%以上。工业场景
泓晟塑胶科技（苏州）有限公司是一家从事精密型腔模、电子塑胶制品生产的企业，该企业对厂内的86台注塑机电机进行直流化改造，并由附近10千伏庞东直流中心站进行直流供电。“改造后，我们生产线的能量损耗至少降低了2%，平均每月可以节约3万元的电费，年平均减少二氧化碳排放约吨。”该企业董事长蔡凤琴算了一笔账。市*场景
针对苏州吴江经济技术开发区的改造需求，分别建设4.08兆瓦和0.96兆瓦的直流充电桩，并在市*道路旁改造了0.11兆瓦的直流LED灯，改造后整体效率提升了3%左右。数据中心场景
项目在九里中心站内建成了直流数据中心，为1兆瓦服务器提供高效直流电能，经实测，运行效率提升2%，现已由苏州联通公司租赁，为客户提供通信业务服务。经过4年的探索实践，针对“中低压直流配用电系统关键技术及应用”示范工程，国网江苏电力已建立涵盖规划设计、建设调试、关键设备、运行控制的标准体系，并将直流变压器等核心电力电子设备成本降低60%。▲中低压直流配用电技术试验平台。未来，国网江苏电力将进一步利用项目研究成果，推动能源生产和利用方式的历史变革，助力“碳中和，碳达峰”目标落地，为中国能源发展迈入全新的发展阶段贡献力量，为全球能源变革及用电模式转变提供“中国示范”“江苏样板”。-End-
供稿：刘瑞煌孙天奎肖小龙（国网江苏电科院）
单陆伟杨小明（国网苏州供电公司）
责编：李堃
校对：许阳青
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