Контрольная работа по дисциплине «Английский язык» для ТулГУ, пример оформления

Контрольная работа заочника   по дисциплине «Иностранный язык (английский язык)» на тему «Исследование классических режимов питания распределительной сети переменного / постоянного тока» ISSN: (Print) 2234-8972 (Online) Journal homepage: https://www.tandfonline.com/loi/tjee20   Research on the classic power supply modes of AC/DC distribution network Shigong Jiang, Weihong Yang, Yunfei Wang and Hongjun Li State Power economic research Institute, Beijing, China   ABSTRACT With the rapid development of distributed generation and power electronic technology, it is a tendency to develop the DC distribution network based on the AC type. And it is an urgent need to solve the problem of reasonably planning of AC/DC distribution network. In this paper, the application scenarios of AC/DC distribution network are analyzed based on the distribution characters of power sources and loads. The basic modules are analyzed, and the DC voltage grade sequences, electric power network structure, equipment, configuration of distribution automation are proposed. Furthermore, 5 classic power supply modes are proposed according to the analyzed application scenarios. The research results provide technical reference for the future AC/DC distribution network planning and design.  

1. Introduction

The AC/DC distribution network has advantages on reliability, power supply distance and environmental friendliness. It can be used to solve the shortage of line corridor, improve the power quality and distributed generation access. It is a tendency to develop the AC/DC distribution network based on the traditional AC distribution network[1,2]. Establish the classic power supply mode is an effective way to normalize the planning and improve the standardizing pattern of AC/DC distribution network [3]. Furthermore, the basic modules such as the DC voltage grade sequences, electric power network structure and equipment are the fundamental contents. Actually, the DC distribution technique has been applied into some domain such as communication, ships and rail transit, the corresponding researches and standards of DC power supply in these domains are formulated [4–7]. In the July of 2005, the SC6.31 working team of International Council on Large Electric Systems (CIGRE) was established to research and generalize DC distribution technique in medium voltage, and the medium voltage is confirmed between 1.5 and 100 kV [3]. The national standard of medium and low voltage of DC distribution system is formulating for the popularization and application of DC distribution network in China. Some countries and scientific institutions has carried out relevant researches about DC distribution technique, but most of the demonstration projects focused on low voltage [8–10]. In 2011, an AC/DC distribution was proposed by North Carolina State University (NCSU), 120 VAC and 400VDC are applied, the DC/DC converters and DC/AC inverters are installed in the system for the power supply of AC loads, PV and DC loads [11]. A bipolar construction is proposed by Osaka University, and the DC bus is ±170V. Each pole can satisfied the various loads via power electronic equipment [12]. 3 typical topologies, which includes the radiation, hand-in-hand and circular ring, are proposed by ZheJiang University, also the control and protection strategies are comparatively analyzed [13]. The typical topologies are shown in Figure 1. In this paper, the Chapter I introduces the research status of the DC distribution network. In Chapter II, the principle of classification and application scenarios classifies are discussed. In Chapter III, the basic module including DC voltage grade sequences, electric power network structure, equipment and configuration of distribution automation are studied. In Chapter IV, 5 classic power supply modes and the relevant parameters are proposed. The conclusion is summarized in Chapter V.  

2. Classification of application scenarios

2.1. The classified principle of application scenarios The application scenarios are the key motivating factor to accelerate the development of AC/DC distribution network. For meeting the demands of different application scenarios, the voltage grades sequences, power network structures, and equipment need to be optimal configurated. The application scenarios of AC/DC distribution network present based on the internal and exterior factors. And the main classified principle includes the types and distribution of DC sources and loads, also the advantages of DC distribution system is needed to be considered. As the applications of electric vehicle charging station, energy storage power station, electric traction and renewable energy generation system exist differences, the characteristic of application scenarios are different. 2.2. Application scenarios of AC/DC distribution network In this paper, 5 application scenarios are proposed according to the classified principle, which includes concentration area of DC loads, industrial park, remoulding of load center in cities, assembling the renewable energy sources and the interconnection of different distribution subareas. (1)  Concentration area of DC loads In this scenario, the data centers, electric vehicle charging station, rail transit and other DC loads are supplied by medium and low voltage. Each mentioned DC load need corresponding AC/DC converter in AC distribution system, but they can be supplied by DC distribution system which accesses to the AC power grid via centralized converter. With this pattern, the efficiency and reliability can be improved. (2)  Industrial park In industrial park, the main DC loads includes converters, electrolytic furnaces, precise electronic instruments, central air conditioning, elevators, the proportion of DC load is more than 40%. Also, renewable energy generation systems are involved. So, the power supply capacity, reliability and power quality are highly rigorous. With the same power line corridor, DC distribution system can achieve bigger transmission capacity and be convenient for renewable energy accessing. (3)  Remoulding of load center in cities As the social development, urban size becomes bigger, and the loads increase sharply in city centers. With the AC distribution network, the power line corridors are shortage and the remoulding will be costly. Using DC distribution system to realize the remoulding of load center in cities is an effective way. The transmission capacity can be up to 1.5, when the existing power lines are preserved. (4)  Assembling the renewable energy sources Normally, photovoltaic power generation and energy storage systems need inverters to connect to utility AC grids. The wind driven generators need AD/DC/AC converters to transform the electric power. With DC distribution network to assemble the renewable energy sources, the DC/AC inverters can be ignored and only voltage amplitude need to be controlled, the reliability and efficiency can be improved. (5)  Interconnection of different distribution subareas In normal AC distribution network, different distribution subareas are connected via switches. When some of the subareas break down, the loads transmission is realized by control the connecting switches. But the system can not meet the demands of closed loop operation, if the phase difference is existing between different subareas. With DC converters, the parallel operation between different subareas can be achieved and the power flow control can be realized in real time.

3. Basic modules

As the components of the classic power supply modes, the power supply module, distribution automation module, power source access module and load access module need to be analyzed. 3.1. Power supply module Power supply module includes the voltage grade sequences, power network structure and equipment. The voltage grade sequence is confirmed considering the capacity, distribution characters of power sources and loads in different application scenarios, the transmission capacity and distance of different voltage level, the interconnection with AC distribution network. 3 voltage grade sequences are proposed for different application scenarios. (1)  ±35 kV/±10 kV/1.5 kV(0.75 kV)/0.4 kV(0.24 k V); (2)  ±100 kV(±50 kV)/±35 kV/±10 kV/1.5 kV(0.75  kV); (3)  ±100 kV(±50 kV)/±35 kV/±10 kV; Based on the power supply reliability demand, the power network structure can be divided into 4 types, which are radiation, hand-in-hand, circular ring and back-to-back. The radiation structure is mainly used in the situation that power sources and loads are dispersive, and the demand of reliability is not rigorous. When the medium voltage bus has fault, the DC distribution network will break down. In hand-in-hand structure, the power comes from two different sources, and the 2 DC medium voltage buses are standby for each other. The loads, distributed generations and energy storage systems access to different voltage level buses. The reliability is higher than radiation structure. In circular ring structure, the power sources come from high level AC grid or large-scale renewable energy power generations. The power sources connect to the DC bus via DC/DC or AC/DC converters. One of the converters applies V/f control to offer the voltage reference, the other converters apply P/Q control strategy. And the DC or AC loads, distributed generations and energy storage systems are supply by DC bus via DC/DC or DC/AC converters. The circular ring structure can cover more regions and be convenient for load accessing. The power flow can be controlled easily and the reliability is higher, but the configuration of protection and control is complex and the investment is costly. In back-to-back structure, the AC/DC/AC converter is used to connect different AC distribution subareas. The closed-loop operation and power balance are realized. Mainly, it is used to solve the problem that the partition running of AC distribution network caused by short-circuit current exceeding limit. In addition, the development progress of the AC/DC converters, DC/DC converters, breakers and the other distribution equipment are considered to be applied into the classic power supply modes. 3.2. Distribution automation module The distribution automation module is including fault handling strategy, communication mode and protection. The characters of loads, power supply reliability are mainly considered to configure the Distribution automation scheme. The fault handling can be divided into centralized type and distributed type. The communication modes are mainly used optical fiber communication and carrier communication, wireless communication is also considered according to the reliability requirement. The load switches and breakers are considered which are used to coordinate with the defensive function of power electric equipment. 3.3. Power source access module The distribution automation module is including fault handling strategy, communication mode and protection. The characters of loads, power supply reliability are mainly considered to configure the Distribution automation scheme. The fault handling can be divided into centralized type and distributed type. The communication modes are mainly used optical fiber communication and carrier communication, wireless communication is also considered according to the reliability requirement. The load switches and breakers are considered which are used to coordinate with the defensive function of power electric equipment. 3.4. Load access module Same with power source access module, the load access module includes access point, access mode and access voltage, the access pattern need to consider the load capacity, the types of loads and other factors in different application scenarios. The main access pattern includes single and double circuit, the access point includes the DC buses of ±110 kV~ ±35 kV converter stations, also the switching station and ring main unit of medium voltage.    

4. 4. The analysis of classic power supply modes

Based on the analysis of application scenarios, 5 classic power supply modes are proposed, DC voltage grade sequences, power network structures, equipment parameters, automation configuration of each classic power supply mode are described in details. 4.1. Classic power supply mode I In this application scenario, most of the loads are DC type, such as charging station of electric vehicle and rail transit power supply. DC voltage grade sequences is ±3 5 kV/±10 kV/1.5 kV(0.75 kV)/0.4 kV(0.24 kV). The distribution network structure is hand-in-hand, AC loads are supplied by DC power via inverters, the basic structure is shown as Figure 2, and the AC/DC converters, DC/DC converters, inverters and breakers are applied for the interconnecting with AC grids and accessing of the loads and distributed generations. The medium voltage convertor stations need to configure optical fiber communication, the optical fiber communication or carrier communication can be employed in the low voltage equipment. The main capacities of DC distribution equipment are shown in Table 1. 4.2. Classic power supply mode II This classic power supply mode is proposed based on the application scenarios of industrial park. The loads includes induction machines, electrolytic furnace, elevators and other medium voltage DC loads, the proportion of DC loads is more than 40%. DC voltage grade sequences is  ±100  kV(±50  kV) /±35 kV/±10 kV/1.5 kV(0.75 kV). The distribution network structure is hand-in-hand, shown as Figure 3, but the difference with Classic power supply mode I is the AC loads are supplied by AC power. And also, the AC/ DC converters, DC/DC converters, inverters and breakers are equipped for loads and distributed generation accessing. The high and medium voltage convertor stations need to configure optical fiber communication, also the carrier communication can be selected in the low voltage equipment. The main capacities of DC distribution equipment are shown in Table 2. 4.3. Classic power supply mode III According to the application scenario of load centers remoulded in cities, most of the DC loads are illumination, inverter appliances and electronic equipment. Considering the power supply reliability requirement and economy, the radiation type is applied, which is shown in Figure 4. The AC/DC and DC/DC converters are used to supply DC load. Because the loads in residential area are in low voltage range, the DC voltage grade sequences is ±35 kV/±10 kV/1.5 kV（0.75 kV） /0.4 kV. The DC loads, energy storage systems and DGs are connecting to the medium voltage DC Bus via DC/ DC converters. AC loads connect to the AC utility grid via transformers. The medium voltage convertor stations need to configure optical fiber communication, and the optical fiber communication or carrier communication can be employed in the low voltage equipment. The main capacities of DC distribution equipment in this mode are shown in Table 3. 4.4. Classic power supply mode IV Assembling the renewable energy sources is also an important application scenario. In this mode, the renewable energy is assembled and delivered to power transmission network via AC/DC distribution or consumed locally. The DC voltage grade sequences is ±35 kV/±10 kV/1.5 k V(0.75 kV)/0.4 kV. To satisfy the reliability requirement and distribution characters of renewable energies, the circular ring structure is applied, which is shown in Figure 5. The AC/DC converters, DC/DC converters, inverters and breakers are equipped to satisfy loads and renewable energy sources accessing. Also, the optical fiber communication or carrier communication are applied in this scenario. The main capacities of DC distribution equipment in this mode are shown in Table 4. 4.5. Classic power supply mode V In this application scenario, the AC/DC distribution network is used to realize the interconnection of different AC distribution subareas, power flow control and short-circuit current reduction. Considering the load is less, DC voltage grade sequences is ± 100( ± 50)/±35 kV/±10 kV. The back-to-back structure is applied, which is shown in Figure 6. The AC/DC converter is equipped only and the optical fiber communication is applied. The main capacities of DC distribution equipment in this mode are shown in Table 5.

5. Conclusion

Considering to the load categories and capacity, power supply reliability requirement, power sources categories, 5 AC/DC distribution network application scenarios including concentration area of DC loads, industrial park, remoulding of load center in cities, assembling the renewable energy sources and the interconnection of different distribution subareas are proposed. The basic modules include power supply, distribution automation, power source access and load access are proposed for planning and designing standardly. According to the analysis results of application scenarios and basic modules, 5 classic power supply modes are proposed, the DC voltage grade sequences, distribution network structure, equipment capacity and communication configuration are analyzed in details.                                 Исследование классических режимов питания распределительной сети переменного / постоянного тока   Шигун Цзян, Вэйхун Ян, Юньфэй Ван Государственный институт экономических исследований в области энергетики Хунцзюнь, Пекин, Китай   АННОТАЦИЯ При быстром развитии распределенной генерации и силовой электронной технологии является тенденцией к развитию распределительной сети постоянного тока на основе типа переменного тока. И необходимо решить проблему разумного планирования распределительной сети переменного / постоянного тока. В данной работе проанализированы сценарии применения распределительной сети переменного / постоянного тока на основе характера распределения источников питания и нагрузок. Проанализированы основные модули, предложены последовательности разрядов постоянного напряжения, структура электрической сети, оборудование, конфигурация распределительной автоматики. Кроме того, в соответствии с анализируемыми сценариями применения предлагается 5 классических режимов питания. Результаты исследования обеспечивают техническую справку для будущего планирования и проектирования распределительной сети переменного / постоянного тока.    

1. Введение

  Распределительная сеть переменного / постоянного тока имеет преимущества в отношении надежности, дальности электропитания и экологичности. Он может быть использован для решения проблемы нехватки линейного коридора, улучшения качества электроэнергии и доступа к распределенной генерации. Существует тенденция к развитию распределительной сети переменного / постоянного тока на основе традиционной распределительной сети переменного тока[1,2]. Установление классического режима электроснабжения является эффективным способом нормализации планирования и улучшения схемы стандартизации распределительной сети переменного/постоянного тока [3]. Кроме того, базовые модули, такие как последовательности классов напряжения постоянного тока, структура электрической сети и оборудование, являются фундаментальным содержанием. Фактически, метод распределения постоянного тока был применен в некоторых областях, таких как связь, судоходство и железнодорожный транспорт, сформулированы соответствующие стандарты электропитания постоянного тока в этих областях [4-7]. В июле 2005 года была создана рабочая группа SC6. 31 Международного совета по крупным электрическим системам (CIGRE) для исследования и обобщения метода распределения постоянного тока среднего напряжения, и среднее напряжение подтверждено между 1,5 и 100 кв [3]. Национальный стандарт средства и низшего напряжения системы распределения постоянного тока разрабатывается для популяризации и применения сети распределения постоянного тока в Китае. Некоторые страны и научные учреждения провели соответствующие исследования о технике распределения постоянного тока, но большинство демонстрационных проектов были сосредоточены на низком напряжении [8-10]. В 2011 году Университетом штата Северная Каролина было предложено распределение переменного / постоянного тока, и применены 120 В переменного тока и 400 В постоянного тока, в системе установлены преобразователи постоянного тока в постоянный ток и инверторы постоянного тока в переменный ток для питания нагрузок переменного тока, и нагрузки постоянного тока [11]. Биполярная конструкция предложена Осакским университетом, а шина постоянного тока составляет ±170В. Каждый полюс может выдерживать различные нагрузки с помощью силового электронного оборудования [12]. Чжэцзянским университетом предложены 3 топологии, включающие излучение, тесно связанные и круглое кольцо, а также сравнительный анализ стратегий управления и защиты [13]. Топологии показаны на рис. 1. Рис. 1. Топологии распределительной сети постоянного тока.   В этой статье в 1 главе рассматривается исследовательский статус распределительной сети постоянного тока. Во 2 главе обсуждается принцип классификации и применение классификаций. В 3 главе изучается базовый модуль, включающий в себя последовательности разрядов постоянного напряжения, структуру электрической сети, оборудование и конфигурацию распределительной автоматики. В 4 главе предложены 5 классических режимов питания и соответствующие параметры. Вывод кратко изложен в 5 главе.    

2. Классификация сценариев применения

  2.1. Классифицированный принцип сценариев применения   Сценарии применения являются ключевым мотивирующим фактором для ускорения развития распределительной сети переменного / постоянного тока. Для удовлетворения требований различных сценариев применения необходимо оптимально сконфигурировать последовательности уровней напряжения, структуры силовых сетей и оборудование. Сценарии применения распределительной сети переменного / постоянного тока представлены на основе внутренних и внешних факторов. И главным образом расклассифицированный принцип включает типы и распределение источников и нагрузок постоянного тока, также необходимо учитывать преимущества системы распределения постоянного тока. Поскольку в применении зарядной станции электромобиля, электростанции накопления энергии, электрической тяги и системы генерирования возобновляемой энергии существуют различия, то и в характеристике сценариев применения есть различия.     2.2. Сценарии применения распределительной сети переменного / постоянного тока   В данной работе предлагается 5 сценариев применения в соответствии с классификационным принципом, который включает в себя зону концентрации нагрузок постоянного тока, промзоне, перепрофилирование центра нагрузки в городах, сборку возобновляемых источников энергии и взаимосвязь различных распределительных единиц. (1) Концентрация постоянного тока нагрузки В этом сценарии центры обработки данных, станция зарядки электромобилей, железнодорожный транзит и другие нагрузки постоянного тока питаются средним и низким напряжением. Каждой упомянутой нагрузке постоянного тока требуется соответствующий преобразователь переменного / постоянного тока в системе распределения переменного тока, но они могут поставляться системой распределения постоянного тока, который получает доступ к электросети переменного тока через централизованный преобразователь. Благодаря такой схеме эффективность и надежность могут быть улучшены. (2) Промзона В промзоне основные нагрузки постоянного тока включают преобразователи, электролитические печи, точные электронные приборы, центральное кондиционирование воздуха, лифты, доля нагрузки постоянного тока составляет более 40%. Кроме того, задействованы системы производства возобновляемой энергии. Таким образом, мощность, надежность и качество электропитания очень запутанны. С таким же коридором линии электропередач, система распределения постоянного тока может достичь большей пропускной способности и быть удобной для доступа к возобновляемой энергии. (3) Переоснащение центра нагрузки в городах По мере социального развития размеры городов увеличиваются, а нагрузки резко возрастают в центрах этих городов. В распределительной сети переменного тока коридоры линий электропередач испытывают дефицит, и переоборудование будет дорогостоящим. Использование системы распределения постоянного тока для осуществления переоснащения центра нагрузки в городах является эффективным способом. Пропускная способность может достигать до 1,5 при сохранении существующих линий электропередач. (4) Сборка возобновляемых источников энергии Обычно, для фотоэлектрических систем выработки электроэнергии и накопления энергии требуются инверторы для подключения к сетям переменного тока. Ветряные генераторы нуждаются в преобразователях постоянного тока/переменного тока для преобразования электроэнергии. Распределительная сеть постоянного тока для сборки возобновляемых источников энергии позволяет игнорировать преобразователи постоянного тока в переменный, и необходимо контролировать только амплитуду напряжения, можно повысить надежность и эффективность. (5) Взаимосвязь различных распределительных единиц В обычной распределительной сети переменного тока различные распределенные единицы подключаются через коммутаторы. Когда некоторые из единиц выходят из строя, передача нагрузки может не соответствовать требованиям работы замкнутой цепи, если разность фаз существует между разными единицами. С помощью преобразователей постоянного тока может быть достигнута параллельная работа между различными единицами, а управление потоком мощности может быть реализовано в режиме реального времени.    

3. Основные модули

  В качестве компонентов классических режимов электропитания необходимо проанализировать модуль электропитания, модуль автоматизации распределения, модуль доступа к источнику питания и модуль доступа к нагрузке.     3.1. Модуль питания   Модуль электропитания включает в себя последовательности напряжений, структуру электросети и оборудование. Последовательность уровня напряжения подтверждается с учетом мощности, характеристик распределения источников питания и нагрузок в различных сценариях применения, пропускной способности и расстояния различного уровня напряжения, а также взаимосвязи с распределительной сетью переменного тока. Для различных сценариев применения предлагаются три последовательности уровней напряжения. (1) ±35 кВ/±10 кВ/1,5 кв(0.75 кв)/0.4 кв(0.24 к в); (2) ±100 кв (±50 кв) / ±35 кВ / ±10 кв / 1.5 кВ(0.75 кв); (3) ±100 кв (±50 кв) / ±35 кВ / ±10 кВ; Исходя из надежности электросбережения структуру сети электропитания можно разделить на 4 типа: лучевое воздействие, параллельное, круглое кольцо и возвратно — поступательный. Структура излучения в основном используется в ситуациях, когда источники питания и нагрузки являются дисперсионными, и требование надежности не является строгим. Если неисправна шина среднего напряжения, распределительная сеть постоянного тока выйдет из строя. В структуре параллельных источников, питание поступает от двух разных источников, а 2 шины среднего напряжения постоянного тока являются резервными в друг для друга. Нагрузки, распределенной генерации и системы накопления энергии получают доступ к шинам различного уровня напряжения. Надежность выше, чем структура излучения. В кольцевой структуре, источники энергии поступают из сети переменного тока высокого уровня или крупномасштабных возобновляемых источников энергии. Источники питания подключаются к шине постоянного тока через преобразователи постоянного тока в постоянный или переменный ток/постоянный ток. Один из преобразователей применяется управление V/f мощности для опорного напряжения тока, другие преобразователи применяют стратегию управлением P/Q мощности. И нагрузки постоянного или переменного тока,  распределенные мощности и системы накопления энергии питаются по шине постоянного тока через преобразователи постоянного тока в постоянный или постоянного тока в переменный. Кольцевая структура может охватывать больше областей и быть удобной для доступа к нагрузке. Поток мощности можно легко контролировать, при этом надежность выше, но конфигурация защиты и управления сложна и требует больших затрат. В параллельной структуре преобразователь переменного тока/постоянного тока в переменный, используется для подключения различных единиц распределения переменного тока. Работа в замкнутой цепи и баланс мощности реализованы.  Главным образом, это используется для решения проблемы,  связанной с тем, что разделение сети переменного тока вызвано превышением предела тока короткого замыкания. Кроме того, считается, что разработка преобразователей переменного/ постоянного тока, преобразователей постоянного тока, выключателей и другого распределительного оборудования применяется в классических режимах питания.     3.2. Модуль автоматизации распределительной сети   Модуль автоматизации распределительной сети включает стратегию обработки ошибок, режим связи и защиту. Характеры нагрузок, надежность электроснабжения в основном рассматриваются для настройки схемы автоматизации распределительной сети. Обработку неисправностей можно разделить на централизованный тип и распределенный тип. Режимы связи, в основном, используют волокно – оптическую связь и высокочастотная связь, беспроводная связь также рассматривается в соответствии с требованием надежности.  Рассматриваются нагрузочные выключатели, которые используются для согласования с защитной функцией силового электрооборудования.     3.3. Модуль доступа к источнику питания   Модуль автоматизации распределительной сети включает стратегию обработки ошибок, режим связи и защиту. Характеры нагрузок, надежность электроснабжения в основном рассматриваются для настройки схемы автоматизации распределительной сети. Обработку неисправностей можно разделить на централизованный тип и распределенный тип. Режимы связи, в основном, используют волокно – оптическую связь и высокочастотная связь, беспроводная связь также рассматривается в соответствии с требованием надежности.  Рассматриваются нагрузочные выключатели, которые используются для согласования с защитной функцией силового электрооборудования.     3.4. Модуль доступа нагрузки   Как и в случае с модулем доступа к источнику питания, модуль доступа к нагрузке включает в себя точку доступа, режим доступа и напряжение доступа, в схеме доступа необходимо учитывать нагрузочную способность, типы нагрузок и другие факторы в различных сценариях применения. Основная схема доступа включает одиночную и двойную цепь, точка доступа включает шины постоянного тока преобразовательных станций ±110 кВ~ ±35 кВ, а также коммутационную станцию и кольцевой основной блок среднего напряжения.  

4. Анализ классических режимов подачи питания

  На основе анализа сценариев применения предложены 5 классических режимов электроснабжения, подробно описаны последовательности разрядов постоянного напряжения, структуры электросетей, параметры оборудования, конфигурация автоматизации каждого классического режима электроснабжения.     4.1. Классический режим питания I   В этом сценарии применения, большая часть нагрузок относятся к типу постоянного тока, как зарядная станция для электромобилей и к железнодорожному транзитному источнику питания. Классы напряжения постоянного тока составляют  ±3 5 кв/±10 кВ/1,5 кв(0.75 кв)/0.4 кв(0.24 кв). Структура распределительной сети параллельной структуры, нагрузки переменного тока питаются от источника постоянного тока через инверторы, базовая структура показана на рис. 2, а для соединения используются преобразователи переменного тока в постоянный, преобразователи постоянного/постоянного тока, инверторы и выключатели применяются для соединения с сетями переменного тока и доступа к нагрузкам и распределенной энергетике. Преобразовательные станции среднего напряжения должны конфигурировать волоконно – оптическую связь, волоконно – оптическая связь или высокочастотная связь может быть использована в низковольтном оборудовании. Основные мощности распределительного оборудования постоянного тока приведены в Таблице 1.       Рис. 2. Структура распределительной сети классического режима питания I.     Таблица 1. Основные мощности распределительного оборудования постоянного тока в режиме питания I.     4.2. Классический режим питания II   Этот классический режим питания предлагается на основе сценариев применения в промзоне. Нагрузки включают в себя индукционные машины, электролитические печи, элеваторы и другие нагрузки постоянного тока среднего напряжения, доля нагрузок постоянного тока составляет более 40%. Последовательности напряжения постоянного тока  составляют ±100 кв(±50 кв) /±35 кВ/±10 кВ/1,5 кв(0.75 кв). Структура распределительной сети является параллельной, как показано на рис. 3,но разница с классическим режимом питания I заключается в том, что нагрузки переменного тока питаются от сети переменного тока. И также, преобразователи переменного/постоянного тока, преобразователи постоянного тока в постоянный, преобразователи и выключатели оборудованы для нагрузок и доступа распределенной генерации. Преобразовательные станции высокого и среднего напряжения тока должны конфигурировать волоконно-оптическую связь, также можно выбрать высокочастотную связь в оборудовании низкого напряжения. Основные мощности распределительного оборудования постоянного тока приведены в таблице 2.   Рис. 3. Структура распределительной сети классического режима электропитания II.   Таблица 2. Основные мощности распределительного оборудования постоянного тока в режиме электроснабжения II.     4.3. Классический режим питания III   В соответствии со сценарием применения центров нагрузки, переустроенных в городах, большинство нагрузок постоянного тока составляют освещение, инверторные приборы и электронное оборудование. Учитывая требования к надежности и экономичность источника питания, применяется тип излучения, который показан на рисунке 4. Преобразователи переменного тока в постоянный и постоянного тока используются для питания нагрузки постоянного тока. Поскольку нагрузки в жилом районе находятся в диапазоне низких напряжений, последовательности классов напряжения постоянного тока составляют ± 35 кВ / ± 10 кВ / 1,5 кВ (0,75 кВ / 0,4 кВ). Нагрузки постоянного тока, системы накопления энергии и генераторы подключаются к шине постоянного тока среднего напряжения через преобразователи постоянного тока в постоянный. Нагрузки переменного тока подключаются к электросети переменного тока через трансформаторы. Станции преобразования среднего напряжения должны конфигурировать волоконно-оптическую связь, а волоконно-оптическая связь или высокочастотная связь могут использоваться в низковольтном оборудовании. Основные мощности распределительного оборудования постоянного тока в этом режиме приведены в таблице 3.   Рис. 4. Структура распределительной сети классического режима питания III.   Таблица 3. Основные мощности распределительного оборудования постоянного тока в режиме электроснабжения III.       4.4. Классический режим питания IV   Сборка возобновляемых источников энергии также является важным сценарием применения. В этом режиме возобновляемая энергия собирается и доставляется в сеть электропередачи через распределение переменного / постоянного тока или потребляется локально. Последовательности ступеней напряжения постоянного тока составляют ± 35 кВ / ± 10 кВ / 1,5 кВ (0,75 кВ) / 0,4 кВ. Для удовлетворения требований надежности и характеристик распределения возобновляемых источников энергии применяется структура кругового кольца, которая показана на рис. 5. Преобразователи переменного тока в постоянный ток, преобразователи постоянного тока, преобразователи оснащены для удовлетворения нагрузок и доступа к возобновляемым источникам энергии. Также в этом сценарии применяются волоконно-оптическая связь или высокочастотная связь. Основные мощности распределительного оборудования постоянного тока в этом режиме приведены в таблице 4. Рисунок 5. Структура распределительной сети классического режима энергоснабжения IV.   Таблица 4. Основные мощности распределительного оборудования постоянного тока в режиме электроснабжения IV.     4.5. Классический режим питания V   В этом сценарии применения распределительная сеть переменного / постоянного тока используется для реализации взаимосвязи различных единиц распределения переменного тока, управления потоком мощности и снижения тока короткого замыкания. Учитывая, что нагрузка меньше, последовательности степеней напряжения постоянного тока составляют ± 100 (± 50) / ± 35 кВ / ± 10 кВ. Применяется возвратно — поступательная структура, которая показана на рис. 6. Преобразователь переменного тока в постоянный оборудован только для подключения по оптоволокну. Основные мощности распределительного оборудования постоянного тока в этом режиме приведены в таблице 5.   Рис. 6. Структура распределительной сети классического режима питания V.   Таблица 5. Основные мощности распределительного оборудования постоянного тока в режиме питания V.    

5. Заключение

  Принимая во внимание категории нагрузки и мощность, требования к надежности источника питания, категории источников питания, 5 сценариев применения распределительной сети переменного / постоянного тока, включая область концентрации нагрузок постоянного тока, промзону, формироние центра нагрузки в городах, сборку возобновляемых энергоносителей и объединение различных распределительных единиц. Базовые модули включают блок питания, автоматизацию распределения, доступ к источнику питания и доступ к нагрузке, которые предлагаются для стандартного планирования. В соответствии с результатами анализа сценариев применения и базовых модулей, предложено 5 классических режимов питания, подробно проанализированы последовательности уровня напряжения постоянного тока, структура распределительной сети, пропускная способность оборудования и конфигурация связи.     Описание Заявление о раскрытии информации Авторы не сообщили о потенциальном конфликте интересов. Примечания к авторам Шигонг Цзян является сотрудником центра планирования и сбыта распределительных сетей в Государственном сетевом экономическом и технологическом Научно-исследовательском институте. В настоящее время он работает над формированием распределительных сетей постоянного и переменного тока. Вэйхонг Янг — заместитель директора центра планирования и проектирования распределительных сетей в Государственном сетевом экономическом и технологическом Научно-исследовательском институте. В настоящее время она работает над формированием распределительных сетей и экономическим анализом. Юньфей Ванг является сотрудником Центра планирования и проектирования распределительных сетей в Государственном сетевом экономическом и технологическом Научно-исследовательском институте. В настоящее время он работает над планированием распределительных сетей. Хунцзюнь Ли является сотрудником Центра планирования и проектирования распределительных сетей в Государственном сетевом экономическом и технологическом Научно-исследовательском институте. В настоящее время он работает над проектированием распределительных сетей и соответствующей стандартизацией.