李忠-建筑低压直流配电关键技术探索

建筑低压直流配电关键技术探索 李忠总经理/正高 13951748658 lizhonggc-bank.com 南京国臣直流配电科技有限公司 南京市低碳建筑直流配电工程技术研究中心 IEE PES直流配电网技术分委会常务理事 中国电源学会电能质量专委会委员 中国电工技术学会标委会直流分委会委员 江苏电机工程学会EMC专委会委员 p低压直流的驱动力 p国内项目开展情况 p关于直流电压等级 p系统保护和安全防护 p系统的协调控制 p小结 汇 报 内 容 n消纳新能源 降低对交流电网的依赖； 减少对电网的电能质量污染。 n降低损耗 新能源发电/储能/电器,本质上都是直流，可大 幅减少“直交”变换环节； 无交流的无功和集肤效应。 低压直流发展的驱动力 0 5 10 15 20 25 30 35 244 246 248 250 252 254 256 258 260 262 2016年12月15日16时27分38秒 皂河台区0.4kV母线基波有效值趋势 t h U 1 V A B C n用电更安全 人体耐受提高 IT系统不易触电 绝缘和线径要求降低 n控制特性好，响应迅速 降低控制成本 提高供电可靠性 提升用户体验 大地 零线 接地点 火线 交流系统 构成电流回路 造成安全风险 大地 零线 火线 直流系统 不构成电流回路 无触电安全风险 低压直流发展的驱动力 楼宇建筑LVDC n电网公司中低压直流项目的示范配套 同里湖嘉苑别墅、雄安盈嘉公寓、天津四端口项目、杭州大 项 目、 湖直流 n设备制造企业探索产品的新应用场景 公 、 能源集 I 、 n建筑设计院绿色建筑的探索 、 、 人 公寓、上 n政府探索能源革命路线 大同能源、⁄低ƒ直流currency1 至今已连续运行3年 南京国臣办公楼（9、10楼） 项目地点南京市江宁区大学城 建筑面积3100m 2 ，交流容量80kW单向， 光伏36.4kW、储能150kWh，最大负荷容量 89kW（覆盖空调、照明、插座、安防、应急 照明、充电桩以及数据中心等）。系统电压等 级为600Vdc（实际540Vdc）和220Vdc（实 际250Vdc 深圳建科院中美中心 项目地点广东深圳市龙岗区坪地街道 建筑面积5000m 2 ，最大的纯 流 。 交流容量200kW单向，光伏150kW、储 能150kWh，负荷容量345kW（覆盖空调、 照明、插座、安防、应急照明、充电桩以及 数据中心等）。 3 5V， ， 系统 48V。 国家能源集团CIGS-BIPV 建筑能源集控与实验平 台 项目地点 京市 区 学城 建筑面积1063.69 项目概况 流系统为单 系统， 级 电电压等级， 中 电压等级 50V 负荷电压等级 220V。交流容量 150kW 向，光伏150kW，储能356kWh，负荷容量 100kW（覆盖空调、照明、插座、充电桩、光伏⁄电、ƒ 大currency1电、 大currency1电、 “电、‹›系统电、 ‹›fifl电、 ––†‡等 50V 220V 单 ， 系统 山西芮城西候度遗址公园直流窑洞 项目地点 ƒ城 项目简介‚„”，为‰ ƒ ˆ˜60年的˘˙ ˚ ˝˘˛ˇ 电 ， 交 流 电系统。 220Vdc（220V c）， 流单 系统。 优选 值 （ kV） 备选 值 kV） 50 35 20 10 6 3 3（1.5） 国标规定的电压等级情况（GB/T35727） 优选 值 V 备选 值 V 150（750） 100 750（375） 600、 440、 400、 336、 240 220（110） 110 国标的编制说明 n两个依据1）交流电网的衔接，2）局部固定的应用 建议直流配电网电压为三线二相制，即280VDC， 线电压560VDC刚好适合动力用电电压等级需求， 280VDC可供给家庭或办公用电，也满足国际电联ITU 制定的标准，且与交流配电网的380VAC和220VAC兼 容。与国际上相关研究一致，我们提出的560VDC电压 等级接近目前国家已有的400VDC电压等级，在节能和 安全性方面都有优势，且在适 性方面 出。 ， 用电侧的现状 AC20（市场价）DC150310V DC31040V 空调挂机3800 2501000/2700 空调柜机7500 3501000/15000 冰箱 5000 3001000/3500 热水器1500 150 500 变频风扇300 0 100 洗衣机2200 250 550 空气净化器6000200/1000 LED灯 60 0 50 部分改 分 直流电 电电压标 的 p电网给什么，电器就用什么 p电器需要什么，电网给我什么 p花长时间整合产业，以一步到位 p短时间在现有基础上小改动，逐步达 交改直目 1以最小的代价、最短的时间，完成直流电器产业直流化升级 2交直流通用、宽电压输入负荷，兼容现在和未来 直流电 的 分 “源”的可控性 “变换器”隔离特性 Uin Q2 Q4 TQ1 Q3 L C D3 D1 D2 D4 Lr - 直流 的 n直流 保护的 馈线支路保护 储能支路保护 主动式保护 漏电选线保护 光伏支路保护 绝缘监测保护 直流母线保护 直流用电 不接地或高阻 n正负触碰 危险， Un/R ⼈， 漏保不动； n正极 触碰 安全， Un/（ R ⼈ Rg），漏电流太⼩，漏保不动 n正极接地 不跳闸，供电可靠性⾼ n触碰 “接地不良 绝缘破坏 ”设备外壳 安全， Un/（ R ⼈ Rg），漏电流太⼩，漏保不动 n单极接地时触碰 “接地不良 绝缘破坏 ”设备外壳 安全， 2Un/R ⼈ ，漏保动作 IT系统 Rg P N M 0V -Un Un 漏电保护 P2 漏电保护 P1 设备 保护装置 R3 保护装置 R1 Un 绝缘破坏 保护装置 R2 X 接地不良 PE Rg P N M 0V -Un Un 漏电保护 P2 漏电保护 P1 设备 保护装置 R3 保护装置 R1 2Un 绝缘破坏 保护装置 R2 X 接地不良 PE 直流用电 n 安全 ， 接 要 于 n 电 ， 接 要 于 n 一 接 ， 一 ，有 电 n电保护⁄ 的防护系统依需要 n直流插头插座的灭弧成本高 n负荷侧主动灭弧新思路 成本可控、“‹交流电器›fi和直流fl换 热水器 烧水器 饮水机 微波炉家用空调 电饭煲 洗衣机 电暖器 直流用电 调–的3 级 级 fifl级 系统级 直流 电 的 控制 直流 电 的 控制 总目标功率平衡 –大†‡； 能电/ 电； 网接 ‚电； „求”应 国家能 I V 目 线 协调控制装置 n以ƒcurrency1“‹›fiflƒ –† ，直流配电‡ 展‚„ n低压直流的技”‰ 基 ，ˆ的˜产业 n˘˙ ，˚合 ，˝˛ˇ用 的 ，˚ 到全‡的产业展 国臣（始于2005年） 18 5 直流保护/测量/控制装置 直流光储变换器/电源 监控管理系统 机房直流UPS/直流精密空调 直流配电柜 p低压直流配电系统 p电压暂降监测/治理系统 p变电站/厂用电本安化电源系统 p优质供电整体解决方案 p综合能源服务 pIDC机房直流系统 省部级奖 标准制订 300 大中客户 低压直流配电的先行者和领跑者 感谢关注和支持