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現實中有很多東西的存在是有時代局限性的，交流供電就是一個這樣的例子。今天因為技術的進步，開關電源、直流無刷電機的興起，交流供電的優點已不復存在。直流傳輸損耗低，DC/DC轉換器效率大大高于50Hz（或60Hz）交流變壓器，而能直接儲存電能的設備——蓄電池，無一不是直流輸入/輸出的……因而我們不妨思考一下交流供電其在將來會怎樣發展，從而來決定現階段我們該做點什么？ 一、急待解決的問題：并非所有電器都必須50Hz交流供電 我們觀察一下現階段在線式UPS、家用太陽能電站、小型非并網風能電站的電能存儲與釋放，就會發現：存儲在蓄電池中的電能無一不是使用50Hz逆變電路輸出提供給家用電器或機房內的電子設備的。 50Hz逆變，因為頻率低，同時基于對逆變后波形的考慮，不得不使用體積較大的電感器件，這樣的逆變器成本高而效率低。如果使用高效率的DC/DC轉換器輸出情況會怎樣呢？ 其實，現在解決這個問題，僅僅是缺乏相關的電子電器設備直流供電國家指導性標準而已。 看到這里，我想很多人要問了：直流電，電子電器設備能用嗎？答案是：以前，大部分電子電器設備不能用，只有少量能用（如白熾燈等）；現在則相反——很多電子電器設備雖然沒有標注能用直流電，但實際是可以直接使用直流供電或稍加改進后使用直流供電的。 隨著電子技術的進步，電子型電器大到電視機、電腦、網絡設備等；小到手機充電器、熒光燈電子鎮流器等基本上都已采用開關電源技術。 而機電型電器也因為無刷可變頻直流電機效率高，控制靈活的優點，內部電路直流化也成為了未來發展方向。當前，許多的直流變頻機電型電器已能（或稍加改進后）在直流供電情況下正常運行。 它們共同的特點就是先把220伏的交流電整流后變成310伏（220 * 1.414）左右的直流電，再使用開關電源或直流變頻電路提供給內部電路或負載。 如果我們在上述電子電器設備上標明能使用直流供電，那我們就可以利用高效率的DC/DC轉換器來輸出存儲在蓄電池中的電能，給這些設備供電，節能效果可想而知。因而，現階段政府創設電子電器設備直流供電國家指導性標準具有重要的現實意義。 二、次要待解決的問題：降低電子電器設備最低直流輸入電壓標準 如果電子電器設備的最低直流輸入電壓低于UPS蓄電池組電壓時，逆變或DC/DC變換環節也就沒有了存在的必要，可以使用電池組直接輸出。目前，很多大中型機房的UPS蓄電池組電壓一般在230伏左右，已初步具備了給采用直流供電的電子設備直接供電的條件。 三、為了減少電能在電網中的損耗，市電直流化是個很好供電模式 論述“市電直流化”的優點并不是我寫這篇文章的目的，但我還是想簡單提一下：高壓直流輸電不受線路容性和感性負載影響，輸電效率較高，但有一個問題很難解決，那就是我們現行的中低壓電網都是50Hz的交流電，我們不得不削足適履將高壓直流電同步逆變為50Hz的交流電輸送至中低壓電網，這種低頻同步逆變效率低，設備體積大。 如果我們的中低壓電網也使用直流輸電，情況就不一樣了，高壓直流電通過DC/DC轉換器轉換成中低壓直流電，輸送至中低壓電網，因為轉換頻率沒有限制，也不需要同步，轉換設備體積小效率高。也許有一天會如現在通信行業說的光纖到戶一樣，電力輸電也會中壓輸電到戶，在每戶的電力入戶處裝有一個獨立的DC/DC轉換器及電能計量器。我們可以方便的利用自家的儲電裝置在分時計費的低價時段儲存電能，在高價時段使用。又因為直流并網不需同步，我們甚至可以用特別的帶電能計量器功能的入戶DC/DC轉換器逆轉換，將自家生產的太陽能、風能、低價時段儲存的電能等輸出到電網賺個差價什么的。一旦太陽能、風能等發電的效率提高成本降低到大眾可接受的程度，家家戶戶的屋頂都會被利用，那時，真正的綠色能源時代就來臨了。 四、我們應毫不遲疑的向“市電直流化”方向前進 當有一天，我們所有的電器都能在直流下工作時，我們還有必要采用低效的交流供電模式嗎？ 國家相關部門現階段完全可以出臺一個電子產品直流供電指導性標準：一是規定能交直流兩用的電器設備，在標注交流輸入電壓范圍的同時還標注直流輸入電壓范圍和輸入電壓極性；二是規定最低直流輸入指導電壓；三是制定直流接線插頭/插座的接口標準。 “市電直流化”是一個漫長的過程，也許我們這一代見證不了。但我們應毫不遲疑的向“市電直流化”的終極目標邁進！ 一家之言，不當之處希望有人完善，有人指正，有人交流，更有人駁斥。 作者： 鐘亞夫 聯系方式：Email:one@riie.com QQ：18044098 |
